JP7347375B2 - 走行車線計画装置及び走行車線計画用コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、走行車線計画装置及び走行車線計画用コンピュータプログラムに関する。

車両に搭載される自動制御装置は、車両の現在位置と、車両の目的位置と、地図とに基づいて、車両の走行ルートを生成して、車両をこの走行ルートに沿って走行するように制御する。

車両が現在走行している走行道路から分岐、合流、左折、右折等を行うイベント位置が走行ルートに含まれる場合、自動制御装置は、イベント位置から所定の動作を行う様に、分岐位置において走行道路から分岐道路へ退出するように車両を制御する。

車両が、２つ以上の車線を有する道路内の一の車線（走行車線）を走行しており、イベント位置から所定の動作を行う場合（例えば、分岐位置において分岐道路へ退出する場合）、一旦走行車線と隣接する車線（隣接車線）へ車線変更を行う場合がある。この場合、自動制御装置では、車両がイベント位置に到達するまでに、走行車線から隣接車線へ移動するように車両を制御する（例えば、特許文献１）。

隣接車線上において、イベント位置よりも手前に他の道路（合流道路）が合流しており、この合流道路から他の車両が隣接車線へ進入してくる進入区間が存在する場合がある。このような場合、従前の自動制御装置では、進入区間を意識せずに、走行車線から隣接車線へ車線変更を行って、イベント位置へ到達するように、車両を制御してしまっていた。

国際公開第２０１９／１９８４８１号

進入区間には合流道路からは他の車両が侵入してくるので、進入区間を走行する場合、又は、走行車線から隣接車線の進入区間へ車線変更する場合等では、他の車両との車間距離を十分に維持することが困難な状況が考えられる。そこで、自動制御装置では、進入区間の横を通過してから隣接車線へ車線変更し、その後イベント位置へ到達するように車両を制御することが好ましい。

本発明は、隣接車線に進入区間が存在する場合でも、車両が走行車線から隣接車線へ安全に車線変更が行えるようにする走行車線計画装置を提供することを目的とする。

一の実施形態によれば、走行車線計画装置が提供される。この走行車線計画装置は、車両が道路内で走行する走行予定車線を表す走行車線計画が、隣接車線上のイベント位置までに、車両の走行している走行車線から隣接車線へ車両が車線変更することを含む場合、地図情報と走行車線計画とに基づいて、イベント位置と車両の現在位置との間の隣接車線上に、走行車線とは異なる車線から他の車両が隣接車線へ進入してくる可能性のある進入区間があるか否かを判定する判定部と、進入区間があると判定された場合、車両が隣接車線における進入区間の横を通過した後に、車両が走行車線から隣接車線へ移動する車線変更計画を生成する車線変更計画部と、車線変更計画に基づいて、車両が隣接車線における進入区間の横の走行車線を走行している時に、車両の周囲に対して当該車両が走行車線から隣接車線へ車線変更することを予告する予告動作を車両に実行させる予告動作制御部と、を有することを特徴とする。

この走行車線計画装置において、予告動作制御部は、車両が隣接車線における進入区間の横の走行車線を走行している時に、予告動作として方向指示器を点滅させることが好ましい。

また、この走行車線計画装置において、予告動作制御部は、車両が隣接車線における進入区間の横の走行車線を走行している時に、予告動作として走行車線における車両の進行方向と直交する幅方向の中央よりも隣接車線側の位置で車両を走行させることが好ましい。

また、この走行車線計画装置において、進入区間があると判定された場合、地図情報に基づいて、走行車線とは異なる車線が隣接車線との合流を開始する合流開始位置か、又は、走行車線とは異なる車線が隣接車線との合流を終了する合流終了位置に基づいて、進入区間の範囲を決定する区間決定部を有することが好ましい。

他の実施形態によれば、車線変更計画用コンピュータプログラムが提供される。この車線変更計画用コンピュータプログラムは、車両が道路内で走行する走行予定車線を表す走行車線計画が、隣接車線上のイベント位置までに、車両の走行している走行車線から隣接車線へ車両が車線変更することを含む場合、地図情報と走行車線計画とに基づいて、イベント位置と車両の現在位置との間の隣接車線上に、走行車線とは異なる車線から他の車両が隣接車線へ進入してくる可能性のある進入区間があるか否かを判定し、進入区間があると判定された場合、車両が隣接車線における進入区間の横を通過した後に、車両が走行車線から隣接車線へ移動する車線変更計画を生成し、車線変更計画に基づいて、車両が隣接車線における進入区間の横の走行車線を走行している時に、車両の周囲に対して当該車両が走行車線から隣接車線へ車線変更することを予告する予告動作を車両に実行させることを特徴とする。

本発明に係る走行車線計画装置は、隣接車線に進入区間が存在する場合でも、車両が走行車線から隣接車線へ安全に車線変更が行えるようにする。

走行車線計画装置の動作の概要を説明する図（その１）である。 走行車線計画装置の動作の概要を説明する図（その２）である。 走行車線計画装置の動作の概要を説明する図（その３）である。 走行車線計画装置が実装される車両の概略構成図である。 走行車線計画装置の動作フローチャートである。 区間決定部の動作フローチャートである。 区間決定部の処理を説明する図（その１）である。 区間決定部の処理を説明する図（その２）である。

図１～図３は、走行車線計画装置の動作の概要を説明する図である。以下、図１～図３を参照しながら、本明細書に開示する走行車線計画装置の動作の概要を説明する。図1～図３において、イベント位置として、分岐位置を例としている。

図１は、自動制御される車両１０に搭載されるナビゲーション装置１５によって生成された走行ルート８０の一例を示している。車両１０は現在の位置Ｐ１で道路５０を走行しており、イベント位置である分岐位置Ｂから分岐道路６０へ退出することが予定されている。車両１０の現在位置Ｐ１と分岐位置Ｂとの間には、合流道路７０が合流位置Ｍで道路５０へ合流している。走行ルート８０には、車線に関する情報は含まれていない。

図２は、図１に示した走行ルート８０の直近の運転区間に関して、車両１０に搭載される走行車線計画装置２０により生成された走行車線計画の一例を示している。走行車線計画は、直近の運転区間内で、車両１０が走行する走行予定車線を表す。図２において、道路５０は、車両１０の走行している走行車線５１及び走行車線５１と隣接する隣接車線５２を有し、走行車線５１と隣接車線５２とは車線区画線５３により区画される。分岐道路６０は１つの車線６１を有しており、車線６１は車線区画線５４を介して隣接車線５２と接続している。また、合流道路７０は１つの車線７１を有しており、車線７１は合流開始位置Ｍ１と合流終了位置Ｍ２との間で、車線区画線５５を介して隣接車線５２と接続している。合流開始位置Ｍ１及び合流終了位置Ｍ２を含んで、合流道路７０から他の車両が侵入してくる隣接車線５２の領域を進入区間９０とする。進入区間９０の定め方については後述する。

車両１０の走行している走行車線５１は、分岐道路６０の車線６１と接続する隣接車線５２ではないので、走行車線計画装置２０は、イベント位置である分岐位置Ｂまでに車両１０が走行車線５１から隣接車線５２への移動することを計画する。そして、車両１０の現在位置Ｐ１と分岐位置Ｂとの間には、進入区間９０が存在する。そこで、走行車線計画装置２０は、図中に８１として示す様に、車両１０が、隣接車線５２における進入区間９０の横を通過した後に、走行車線５１から隣接車線５２へ移動して車線変更完了予定位置Ｐ３へ到達する車線変更計画を生成する。これによって、車両１０は、隣接車線５２における進入区間９０の横を通過した後に、走行車線５１から隣接車線５２へ移動して車線変更完了予定位置Ｐ３を通過してイベント位置（分岐位置Ｂ）において分岐道路６０へ退出する。

図３は、図２示した走行ルート８０の直近の運転区間に関して、車両１０に搭載される走行車線計画装置２０により生成された走行車線計画に従って車線変更を行う際に、予告動作制御部４５によって制御される予告動作を説明するための図である。具体的に、予告動作制御部４５は、車両１０が隣接車線５２における進入区間９０の横の走行車線５１を走行している時に、車両１０の周囲に対して車両１０が走行車線５１から隣接車線５２へ車線変更することを予告する予告動作を車両１０に行わせる。予告動作としては、方向指示器を点灯させること、及び、車両１０を走行車線５１内で隣接車線５２側によって走行させること等が挙げられる。

図１～図３に示した様に、走行車線計画装置２０は、車両１０を隣接車線５２の進入区間９０を走行させないことにより、車両１０と他の車両との間に安全な距離を維持できる。また、走行車線計画装置２０は、車線変更を行う前に、車両１０が走行車線５１から隣接車線５２へ車線変更することを車両１０の周囲に対して予告することにより、車両１０が、隣接車線５２の進入区間９０の横を通過した後、隣接車線５２へ車線変更することを容易にする。これにより、走行車線計画装置２０は、隣接車線５２に進入区間９０が存在する場合でも、車両１０が走行車線５１から隣接車線５２へ安全に車線変更が行えるようになる。

図４は、走行車線計画装置２０が実装される車両１０の概略構成図である。車両１０は、カメラ１１と、方向指示器１２ａ～１２ｆと、測位情報受信機１３と、地図情報記憶装置１４と、ナビゲーション装置１５と、位置推定装置１６と、物体検出装置１７と、運転計画装置１８と、車両制御装置１９と、走行車線計画装置２０等とを有する。更に、車両１０は、ＬｉＤＡＲセンサといった、車両１０の周囲の物体までの距離を測定するための測距センサ（図示せず）等のプローブ情報を取得するためのセンサを有してもよい。

カメラ１１と、方向指示器１２ａ～１２ｆと、測位情報受信機１３と、地図情報記憶装置１４と、ナビゲーション装置１５と、位置推定装置１６と、物体検出装置１７と、運転計画装置１８と、車両制御装置１９と、走行車線計画装置２０とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク２１を介して通信可能に接続される。

カメラ１１は、車両１０に設けられる撮像部の一例である。カメラ１１は、車両１０の前方を向くように、車両１０に取り付けられる。カメラ１１は、例えば所定の周期で、車両１０の前方の所定の領域の環境が表されたカメラ画像を撮影する。カメラ画像には、車両１０の前方の所定の領域内に含まれる道路と、その路面上の車線区画線等の道路特徴物が表わされ得る。カメラ１１は、ＣＣＤ又はＣ－ＭＯＳ等、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。

カメラ１１は、カメラ画像を撮影する度に、カメラ画像及びカメラ画像が撮影されたカメラ画像撮影時刻を、車内ネットワーク２１を介して、位置推定装置１６及び物体検出装置１７へ出力する。カメラ画像は、位置推定装置１６において、車両１０の位置を推定する処理に使用される。また、カメラ画像は、物体検出装置１７において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。

方向指示器１２ａ～１２ｆは、車両１０の右前方、右側方、右後方、左前方、左側方、左後方を向くように、車両１０の外面に取り付けられる。方向指示器１２ａ～１２ｆは、車両制御装置１９又は走行車線計画装置２０によって、車両１０の右折、左折又は車線変更等の進路変更時に点滅するように制御される。車両１０が右折又は右側の車線へ進路変更する際には、方向指示器１２ａ～１２ｃが点滅する。また、車両１０が左折又は左側の車線へ進路変更する際には、方向指示器１２ｄ～１２ｆが点滅する。

測位情報受信機１３は、車両１０の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機１３は、ＧＮＳＳ受信機とすることができる。測位情報受信機１３は、所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、地図情報記憶装置１４及びナビゲーション装置１５等へ出力する。

地図情報記憶装置１４は、車両１０の現在位置を含む相対的に広い範囲（例えば１０～３０ｋｍ四方の範囲）の広域地図情報を記憶する。この広域地図情報は、路面の３次元情報と、道路上の車線区画線等の道路特徴物、構造物の種類及び位置を表す情報と、道路の法定速度等を含む高精度地図情報を有する。地図情報記憶装置１４は、車両１０の現在位置に応じて、車両１０に搭載される無線通信装置（図示せず）を介した無線通信により、基地局を介して外部のサーバから広域地図情報を受信して記憶装置に記憶する。地図情報記憶装置１４は、測位情報受信機１３から測位情報を入力する度に、記憶している広域地図情報を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域（例えば、１００ｍ～１０ｋｍ四方の範囲）の地図情報を、車内ネットワーク２１を介して位置推定装置１６、物体検出装置１７及び走行車線計画装置２０等へ出力する。

ナビゲーション装置１５は、ナビゲーション用地図情報と、車両１０の目的位置と、測位情報受信機１３から入力された車両１０の現在位置を表す測位情報とに基づいて、車両１０の現在位置から目的位置までの走行ルートを生成する。走行ルートは、右折、左折、合流、分岐などの位置に関する情報を含む。ナビゲーション装置１５は、目的位置が新しく設定された場合、又は、車両１０の現在位置が走行ルートから外れた場合などに、車両１０の走行ルートを新たに生成する。ナビゲーション装置１５は、走行ルートを生成する度に、その走行ルートを、車内ネットワーク２１を介して、位置推定装置１６及び走行車線計画装置２０等へ出力する。

位置推定装置１６は、カメラ画像内に表された車両１０の周囲の道路特徴物に基づいて、カメラ画像撮影時刻における車両１０の位置を推定する。例えば、位置推定装置１６は、カメラ画像内に識別した車線区画線と、地図情報記憶装置１４から入力された地図情報に表された車線区画線とを対比して、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置及び推定方位角を求める。また、位置推定装置１６は、地図情報に表された車線区画線と、車両１０の推定位置及び推定方位角とに基づいて、車両１０が位置する道路上の走行車線を推定する。位置推定装置１６は、カメラ画像撮影時刻における車両１０の推定位置、推定方位角及び走行車線を求める度に、これらの情報を、車内ネットワーク２１を介して、物体検出装置１７、運転計画装置１８、車両制御装置１９及び走行車線計画装置２０へ通知する。

物体検出装置１７は、カメラ画像に基づいて、車両１０の周囲の他の物体及びその種類（例えば、車両）を検出する。他の物体には、車両１０の周囲を走行する他の車両が含まれる。物体検出装置１７は、検出された他の物体を追跡して、他の物体の軌跡を求める。物体検出装置１７は、地図情報に表された車線区画線と、他の物体位置とに基づいて、他の物体が走行している走行車線を特定する。物体検出装置１７は、検出された他の物体の種類を示す情報と、その位置を示す情報及び走行車線を、車内ネットワーク２１を介して、運転計画装置１８へ通知する。物体検出装置１７は、カメラ画像と共に、ＬｉＤＡＲセンサといった測距センサ（図示せず）のプローブ情報を用いることにより、他の物体の位置をより精確に検出することができる。

運転計画装置１８は、所定の周期で設定される運転計画生成時刻において、地図情報と、走行車線計画と、車両１０の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の時間（例えば、５秒）先までの車両１０の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する。運転計画装置１８は、走行車線計画装置２０から車線変更計画が通知されている場合には、上述した情報と共に、車線変更計画に基づいて、運転計画を生成する。運転計画は、現時刻から所定時間先までの各時刻における、車両１０の目標位置及びこの目標位置における目標車両速度の集合として表される。運転計画が生成される周期は、走行車線計画が生成される周期よりも短いことが好ましい。運転計画部３６は、カルマンフィルタ等の予測フィルタを用いて、検出された他の車両の直近の軌跡に基づいて将来の軌跡を推定し、検出された他の車両が走行中の車線及び推定された軌跡より算出された相対距離に基づいて、車両１０から他の車両までの相対距離が所定距離以上となるように、車両１０の運転計画を生成する。運転計画装置１８は、車線変更計画が車両１０の車線間を移動する車線変更を含む場合、車両１０と他の車両との間に所定の距離を維持できるように、車線変更を含む運転計画を生成する。運転計画装置１８は、走行車線計画が車両１０の車線間を移動する車線変更を含んでいても、車両１０と他の車両との間に所定の距離を確保できない場合、現在の車線を走行するように運転計画を生成する。運転計画装置１８は、運転計画を生成する度に、運転計画を車両制御装置１９へ通知する。

車両制御装置１９は、車両１０の位置と、車両速度及びヨーレートと、運転計画とに基づいて、車両１０が走行ルートに沿って走行するように車両１０の各部を制御する。例えば、車両制御装置１９は、運転計画、車両１０の車両速度及びヨーレートに従って、車両１０の操舵角、加速度及び角加速度を求め、その操舵角、加速度及び角加速度となるように、操舵量、アクセル開度又はブレーキ量を設定する。そして車両制御装置１９は、設定された操舵量に応じた制御信号を、車両１０の操舵輪を制御するアクチュエータ（図示せず）へ出力する。また、車両制御装置１９は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両１０のエンジンなどの駆動装置（図示せず）へ出力する。あるいは、車両制御装置１９は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキ（図示せず）へ出力する。

位置推定装置１６、物体検出装置１７、運転計画装置１８及び車両制御装置１９が有する機能の全て又は一部は、例えば、プロセッサ上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。又は、位置推定装置１６、物体検出装置１７、運転計画装置１８及び車両制御装置１９が有する機能の全て又は一部は、専用の演算回路であってもよい。位置推定装置１６、物体検出装置１７、運転計画装置１８、車両制御装置１９及び走行車線計画装置２０は、別々の装置として説明されているが、これらの装置の全て又は一部は、一つの装置として構成されていてもよい。

走行車線計画装置２０は、信号線３４を介して相互に接続されている通信インターフェース（ＩＦ）３１と、メモリ３２と、プロセッサ３３とを有する。走行車線計画装置２０の具体的な処理については後述する。

通信ＩＦ３１は、車内通信部の一例であり、走行車線計画装置２０を車内ネットワーク２１に接続するためのインターフェース回路を有する。即ち、通信ＩＦ３１は、車内ネットワーク２１を介して、カメラ１１と、方向指示器１２ａ～１２ｆと、測位情報受信機１３と、地図情報記憶装置１４と、ナビゲーション装置１５と、位置推定装置１６と、物体検出装置１７と、運転計画装置１８と、車両制御装置１９等と接続される。

メモリ３２は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ３２は、走行車線計画装置２０のプロセッサ３３により実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータを記憶する。

プロセッサ３３は、１個又は複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を有する。プロセッサ３３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ３３が複数個のＣＰＵを有する場合、ＣＰＵごとにメモリを有していてもよい。

プロセッサ３３は、走行車線計画処理を実行する走行車線計画部４１と、判定処理を実行する判定部４２と、区間決定処理を実行する区間決定部４３と、車線変更計画処理を実行する車線変更計画部４４と、予告動作制御処理を実行する予告動作制御部４５とを有する。プロセッサ３３が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ３３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ３３が有するこれらの各部は、プロセッサ３３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。

図５は、走行車線計画装置２０の動作フローチャートである。図５を参照しながら、走行車線計画装置２０の処理について、以下に説明する。走行車線計画装置２０は、車両１０の走行中に、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、図５に示される動作フローチャートに従って繰り返して処理を実行する。

まず、走行車線計画装置２０のプロセッサ３３の走行車線計画部４１は、走行ルートから選択された直近の運転区間（例えば、１０ｋｍ）において、走行ルート上にイベント位置があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。イベント位置とは、車両１０が現在走行している走行道路から分岐する分岐位置、走行道路から他の道路へ合流する合流位置、走行道路から左折又は右折を行う位置を言う。また、イベント位置には、現在走行している走行車線が消滅してしまう消滅位置、現在走行している走行道路が優遇車線（例えば、カープールレーン）を含む場合に、優遇車線への合流位置及び優遇車線からの分岐位置を含む。図１に示す例では、直近の運転区間内に分岐位置Ｂが存在することから、走行車線計画部４１は、イベント位置があると判定する。

イベント位置があると判定された場合（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、走行車線計画部４１は、イベント位置である分岐位置Ｂまでに、車両１０が現在走行中の走行道路内での車線変更が必要であるか否かを判定する。（ステップＳ１０２）。走行車線計画部４１は、走行ルート、地図情報、及び、車両１０の現在位置に基づいて、分岐道路の車線（図２に示す例では６１）に接続する走行道路の車線（図２に示す例では５２）と、車両１０が現在走行している走行車線（図２に示す例では５１）とが同じであるか否かを判定する。分岐道路の車線に接続する走行道路の車線が走行車線とは異なる場合、走行車線計画部４１は、隣接車線５２上の分岐位置Ｂまでに、車両１０が現在走行中の走行道路内での車線変更は必要であると判定する（ステップＳ１０２－Ｙｅｓ）。走行車線計画装置２０は、車両１０が走行車線５１を走行することと、車両１０が分岐位置に到達するまでに走行車線５１から隣接車線５２へ移動することと、隣接車線５２を走行することと、分岐位置において分岐道路６０の車線６１へ移動することと、車線６１を走行することを含む走行車線計画を生成する。一方、分岐道路の車線に接続する走行道路の車線が走行車線と同じ場合、走行車線計画部４１は、車両１０が現在走行中の走行道路内での車線変更の必要はないと判定する（ステップＳ１０２－Ｎｏ）。

次に、走行車線計画装置２０のプロセッサ３３の判定部４２は、地図情報と走行車線計画とに基づいて、車両１０の現在位置とイベント位置との間の隣接車線上に、進入区間があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。図２に示す例では、車両１０の現在位置（Ｐ１）と分岐位置（Ｂ）の間の隣接車線５２と接続する、他の車両が隣接車線５２へ進入可能な走行車線５１とは異なる車線７１があるので、判定部４２は、進入区間があると判定する（ステップＳ１０３－Ｙｅｓ）。

一方、進入区間がないと判定された場合（ステップＳ１０３－Ｎｏ）、走行車線計画装置２０のプロセッサ３３の車線変更計画部４４は、進入区間の存在を考慮せず、走行車線５１から隣接車線５２へ車線変更する車線変更計画を生成する（ステップＳ１０６）。例えば、この場合、車線変更計画部４４は、イベント位置から予め定められた所定の距離までに隣接車線５２へ車線変更する車線変更計画を生成する。

進入区間があると判定された場合、走行車線計画装置２０のプロセッサ３３の区間決定部４３は、地図情報に基づいて、進入区間の範囲を決定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４における判定処理の詳細については、図６及び図７を用いて後述する。

次に、走行車線計画装置２０のプロセッサ３３の車線変更計画部４４は、車両１０が隣接車線における進入区間の横を通過した後に、車両１０が走行車線から隣接車線へ移動する車線変更計画を生成する（ステップＳ１０５）。図２に示す例では、車線変更計画部４４は、車両１０が走行車線５１を走行して隣接車線５２における進入区間９０の横を通過した後に、車線区間線５３をまたいで隣接車線５２へ移動する車線変更完了予定位置Ｐ３を決定する。車線変更計画では、車両１０は、走行車線５１を走行して隣接車線５２における進入区間９０の横を通過した後に、車線変更完了予定位置Ｐ３の手前の位置で隣接車線５２へ移動し、車線変更完了予定位置Ｐ３を通過した後、分岐道路６０の車線６１へ移動する。車線変更計画は、走行車線５１から隣接車線５２へ移動する位置を含む。例えば、車線変更計画部４４は、進入区間９０の終点と車線変更完了予定位置Ｐ３との中間の位置において、車両１０が走行車線５１から隣接車線５２へ移動するように車線変更計画を生成する。また、車線変更計画は、隣接車線５２から分岐道路６０の車線６１へ移動する位置を含む。例えば、車線変更計画部４４は、イベント位置（分岐位置Ｂ）から所定の距離以内に、車両１０が隣接車線５２から分岐道路６０の車線６１へ移動する車線変更計画を生成する。車線変更完了予定位置Ｐ３の決定方法については、図７を用いて後述する。

次に、車線変更計画部４４は、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６において生成された車線変更計画を、走行車線計画と共に、運転計画装置１８及び予告動作制御部４５へ通知し（ステップＳ１０７）、一連のステップを終了する。

上述したステップＳ１０１において、イベント位置がないと判定された場合、又は、ステップＳ１０２においてイベント位置はあっても車線変更は必要ないと判定された場合、走行車線計画部４１は、イベント位置における動作及び車線変更を含まない走行車線計画を生成し、この走行車線計画を運転計画装置１８へ通知して（ステップＳ１０８）、一連のステップを終了する。走行車線計画部４１は、直近の運転区間において、走行ルートと、地図情報と、周辺環境情報と、車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０が走行する道路内の車線を選択して、イベント位置における動作及び車線変更を含まない走行予定車線を表す走行車線計画を生成する。周辺環境情報には、車両の１０の周囲を走行する他の車両の位置及び速度等を含む。

図６は、区間決定部４３の動作フローチャートである。図７は、区間決定部４３の処理を説明する図である。図６及び図７を用いて、図５のステップＳ１０５における区間決定部４３の区間決定処理を、以下に詳述する。

まず、区間決定部４３は、地図情報を参照して、直近の運転区間において、車両１０の現在位置と分岐位置の間の隣接車線上に、走行車線とは異なる車線が隣接車線との合流を開始する合流開始位置が含まれるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。図７に示す例では、区間決定部４３は、車両１０の現在位置Ｐ１と分岐位置Ｂの間の隣接車線上に、合流開始位置Ｍ１が含まれると判定する（ステップＳ２０１－Ｙｅｓ）。一方、合流開始位置が含まれないと判定された場合（ステップＳ２０１－Ｎｏ）、区間決定部４３の処理は、ステップＳ２０３へ進む。

合流開始位置が含まれると判定された場合、区間決定部４３は、合流開始位置に基づいて、開始側進入区間を隣接車線上に決定する（ステップＳ２０２）。図７に示す例では、区間決定部４３は、隣接車線５２上において、合流開始位置Ｍ１を含む所定の区間を開始側進入区間９０１として決定する。開始側進入区間９０１は、車両１０が隣接車線５２を走行するか又は車両１０が走行車線５１から隣接車線５２へ移動しようとした場合、合流道路７０の車線７１から隣接車線５２へ進入してくる他の車両と車両１０との間に安全な距離を維持することが困難になると推定される区間である。図７の例では、区間決定部４３は、合流開始位置Ｍ１から車両１０の現在位置Ｐ１に向かって隣接車線５２に沿って第１の距離だけ移動した第１の位置Ｑ１と、合流開始位置Ｍ１から車線変更完了予定位置Ｐ３に向かって隣接車線５２に沿って第２の距離だけ移動した第２の位置Ｑ２との間を、開始側進入区間９０１として決定する。第１の距離及び第２の距離は、固定された基準値でもよい。また、第１の距離及び第２の距離は、車両１０の直近の平均の車両速度に基づいて、基準値を補正して決定されてもよい。その場合、区間決定部４３は、車両１０の直近の平均の車両速度が速い程、第１の距離及び第２の距離が長くなるように、基準値を補正するようにしてもよい。

次に、区間決定部４３は、地図情報を参照して、直近の運転区間において、車両１０の現在位置との間の隣接車線上に、走行車線とは異なる車線が隣接車線との合流を終了する合流終了位置が含まれるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。図７に示す例では、区間決定部４３は、車両１０の現在位置Ｐ１とイベント位置である分岐位置Ｂとの間の隣接車線上に、合流終了位置Ｍ２が含まれると判定する（ステップＳ２０３－Ｙｅｓ）。一方、合流終了位置が含まれないと判定された場合（ステップＳ２０３－Ｎｏ）、区間決定部４３の処理は、ステップＳ２０５へ進む。

合流終了位置が含まれると判定された場合、区間決定部４３は、合流終了位置に基づいて、終了側進入区間を隣接車線上に決定する（ステップＳ２０４）。図７に示す例では、区間決定部４３は、隣接車線５２上において、合流終了位置Ｍ２を含む所定の区間を終了側進入区間９０２として決定する。終了側進入区間９０２は、車両１０が隣接車線５２を走行するか又は車両１０が走行車線５１から隣接車線５２へ移動しようとした場合、合流道路７０の車線７１から隣接車線５２へ進入してくる他の車両と車両１０との間に安全な距離を維持することが困難になると推定される区間である。図７の例では、区間決定部４３は、合流終了位置Ｍ２から車両１０の現在位置Ｐ１に向かって隣接車線５２に沿って第３の距離だけ移動した第３の位置Ｑ３と、合流終了位置Ｍ２から車線変更完了予定位置Ｐ３に向かって隣接車線５２に沿って第４の距離だけ移動した第４の位置Ｑ４との間を、終了側進入区間９０２として決定する。第３の距離及び第４の距離は、固定された基準値でもよい。また、第３の距離及び第４の距離は、車両１０の直近の平均の車両速度に基づいて、基準値を補正して決定されてもよい。その場合、区間決定部４３は、車両１０の直近の平均の車両速度が速い程、第３の距離及び第４の距離が長くなるように、基準値を補正するようにしてもよい。

次に、区間決定部４３は、開始側進入区間又は／及び終了側進入区間に基づいて、進入区間の範囲を決定し（ステップＳ２０５）、一連の処理を終了する。図７に示す例のように、開始側進入区間９０１及び終了側進入区間９０２が決定されている場合、区間決定部４３は、開始側進入区間９０１及び終了側進入区間９０２が含まれるように、進入区間９０の範囲を隣接車線５２上に決定する。図７の例では、開始側進入区間９０１及び終了側進入区間９０２の一部が重なっているので、区間決定部４３は、開始側進入区間９０１及び終了側進入区間９０２を含む範囲を、進入区間９０の範囲として決定する。進入区間９０の範囲は、走行車線計画に含まれる。

なお、開始側進入区間のみが決定される場合、及び、終了側進入区間のみが決定される場合もあり得るが、それらの場合には、区間決定部４３は、それらの範囲を、進入区間の範囲として決定し、進入区間の範囲を表す情報が、求められることとなる。なお、図７に示す例では、区間決定部４３は、直近の運転区間に合流開始位置及び合流終了位置の両方が含まれているので、開始側進入区間及び終了側進入区間の重複範囲を進入区間の範囲としていた。しかしながら、区間決定部４３は、直近の運転区間に合流開始位置及び合流終了位置の両方が含まれる場合でも、開始側進入区間又は終了側進入区間の何れか一方のみに基づいて進入区間の範囲を定めてもよい。

以下に、図７を用いて、車線変更完了予定位置Ｐ３の決定方法について説明する。走行車線計画部４１は、最初に交点Ｐ２を求め、交点Ｐ２から隣接車線５２に沿って所定の距離Ｄだけ車両１０の現在位置Ｐ１に向かった位置で、且つ、進入区間９０よりイベント位置である分岐位置Ｂ側にある位置を、車線変更完了予定位置Ｐ３とする。交点Ｐ２は、イベント位置からの移動先である分岐道路６０の車線６１の中心線６１ａを隣接車線５２内まで延長した延長線６１ｂと、隣接車線５２の中心線５２ａとが交わる点である。なお、車両１０が車線変更完了予定位置Ｐ３を通過して交点Ｐ２に到達するのに要する時間が所定の時間（例えば、２～５秒）となるように、車両１０の直近の車両速度の平均値に基づいて、所定の距離Ｄを定めても良い。また、走行車線計画部４１は、交点Ｐ２を、車線変更完了予定位置Ｐ３としてもよい。更に、進入区間９０の第４の位置Ｑ４と交点Ｐ２との中間地点を車線変更完了予定位置Ｐ３としてもよい。

次に、図３を参照しながら、車両１０を車線変更させる車線変更計画に基づいて車両１０が自動制御される場合の予告動作について詳細に説明する。まず、時刻Ｔ１０１において、車両１０は、道路５０の車線５１上を走行している。車両１０の現在位置Ｐ１は、隣接車線５２の進入区間９０よりも手前にある。

次に、時刻Ｔ１０２において、車両１０は、隣接車線５２における進入区間９０の横の車線５１の走行を開始する。車両１０における走行車線計画装置２０のプロセッサ３３の予告動作制御部４５は、地図情報と車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０が隣接車線５２における進入区間９０の横の走行車線５１を走行していると判定した場合、予告動作として、方向指示器１２ａ～１２ｃの点滅を開始する。方向指示器１２ａ～１２ｃの点滅は、隣接車線５２に車両が車線変更をするまで続けられる（時刻Ｔ１０２～Ｔ１０５）。

次に、時刻Ｔ１０３及びＴ１０４において、予告動作制御部４５は、さらなる予告動作として、走行車線５１における車両１０の進行方向と直交する幅方向の中央よりも隣接車線５２側の位置を走行させるようにする。

次に、時刻Ｔ１０５において、車両１０は、進入区間９０の横を通過した後、車線変更完了予定位置Ｐ３よりも手前の位置で、車線区画線５３をまたいで車線５１から車線５２へ移動する。

次に、時刻Ｔ１０６～Ｔ１０８において、車両１０は、車線変更完了予定位置Ｐ３を通過した後、車線区画線５４をまたいで車線５２から車線６１へ移動して、道路５０から道路６０へ退出する。なお、運転計画装置１８は、車両１０が隣接車線５２における進入区間９０の横の走行車線５１を走行している時に、隣接車線５２を走行する他の車両５６の直近の軌跡に基づいて将来の軌跡を推定し、推定された他の車両５６の横に並ばないように、車両１０が走行車線５１上を走行する運転計画を生成してもよい。これにより、車両１０は、車線変更完了予定位置Ｐ３を通過した後、他の車両５６と車両１０との間に所定の距離を維持して、走行車線５１から隣接車線５２へ安全に移動し易くなる。

以上に説明してきたように、走行車線計画装置は、車両が分岐するために車両の走行している走行車線から隣接車線へ車線変更し、且つ、隣接車線上に進入区間がある場合、進入区間の横を通過した後に、車両が走行車線から隣接車線へ移動する車線変更計画を生成する。更に、走行車線計画装置は、車両が隣接車線における進入区間の横の走行車線を走行している時に、車両の周囲に対して当該車両が走行車線から隣接車線へ車線変更することを予告する予告動作を車両に実行させる。これにより、走行車線計画装置は、隣接車線に進入区間が存在する場合でも、車線変更動作前に周囲の他の車へ十分な予告を行い、且つ、他の車との十分な車間距離が取れるようにしているため、車両が出来るだけ安全に隣接車線に車線変更でできるようになる。

図８を用いて、区間決定部４３の他の処理例について説明する。図８は、図７と同様のイベント位置（Ｂ）と車両１０の現在位置Ｐ１との間の隣接車線上の進入区間９１、９２において、合流道路１００の車線１０１が車線区画線５６を介して隣接車線５２との合流を開始する合流開始位置Ｍ１から合流終了位置Ｍ２までの間に十分な距離がある場合を示している。図８のような場合、区間決定部４３は、図６に示した処理フローに従って、図８に示した様に、開始側進入区間９１と終了側進入区間９２を決定する。前述した図７の例では、開始側進入区間９０１と終了側進入区間９０２は重複していたため、区間決定部４３は、第１の位置Ｑ１から第４の位置Ｑ４までを進入区間９０の範囲として決定した。しかしながら、図８の例では、開始側進入区間９１と終了側進入区間９２とは十分に離間しているため、区間決定部４３は、開始側進入区間９１及び終了側進入区間９２をそれぞれ進入区間の範囲として決定することができる。すなわち、進入区間は２つの部分に分離しており、その間では車両１０は走行車線５１から隣接車線５２への車線変更が許容される。なお、開始側進入区間９１と終了側進入区間９２との間が、所定距離以下の場合には、開始側進入区間９１及び終了側進入区間９２と、それらの間の区間を合わせて進入区間としても良い。

本発明では、上述した実施形態の走行車線計画装置及び走行車線計画用コンピュータプログラムは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

１０ 車両
１１ カメラ
１２ａ～１２ｆ 方向指示器
１３ 測位情報受信機
１４ 地図情報記憶装置
１５ ナビゲーション装置
１６ 位置推定装置
１７ 物体検出装置
１８ 運転計画装置
１９ 車両制御装置
２０ 走行車線計画装置
２１ 車内ネットワーク
３１ 通信インターフェース
３２ メモリ
３３ プロセッサ
３４ 信号線
４１ 走行車線計画部
４２ 判定部
４３ 区間決定部
４４ 車線変更計画部
４５ 予告動作制御部

Claims (4)

1. 車両が道路内で走行する走行予定車線を表す走行車線計画が、隣接車線上のイベント位置までに、前記車両の走行している走行車線から隣接車線へ前記車両が車線変更することを含む場合、地図情報と前記走行車線計画とに基づいて、前記イベント位置と前記車両の現在位置との間の前記隣接車線上に、前記走行車線とは異なる車線から他の車両が前記隣接車線へ進入してくる可能性のある進入区間があるか否かを判定する判定部と、
   前記進入区間があると判定された場合、前記車両が前記隣接車線における前記進入区間の横を通過した後に、前記車両が前記走行車線から前記隣接車線へ移動する車線変更計画を生成する車線変更計画部と、
   前記車線変更計画に基づいて、前記車両が前記隣接車線における前記進入区間の横の前記走行車線を走行している時に、前記車両の周囲に対して当該車両が前記走行車線から前記隣接車線へ車線変更することを予告する予告動作として、前記走行車線における前記車両の進行方向と直交する幅方向の中央よりも前記隣接車線側の位置で前記車両を走行させることを前記車両に実行させる予告動作制御部と、
   を有することを特徴とする走行車線計画装置。
2. 前記予告動作制御部は、前記車両が前記隣接車線における前記進入区間の横の前記走行車線を走行している時に、前記予告動作として方向指示器を点滅させる請求項１に記載の走行車線計画装置。
3. 前記進入区間があると判定された場合、前記地図情報に基づいて、前記走行車線とは異なる車線が前記隣接車線との合流を開始する合流開始位置か、又は、前記走行車線とは異なる車線が前記隣接車線との合流を終了する合流終了位置に基づいて、前記進入区間の範囲を決定する区間決定部を有する請求項１又は２に記載の走行車線計画装置。
4. 車両が道路内で走行する走行予定車線を表す走行車線計画が、隣接車線上のイベント位置までに、前記車両の走行している走行車線から隣接車線へ前記車両が車線変更することを含む場合、地図情報と前記走行車線計画とに基づいて、前記イベント位置と前記車両の現在位置との間の前記隣接車線上に、前記走行車線とは異なる車線から他の車両が前記隣接車線へ進入してくる可能性のある進入区間があるか否かを判定し、
   前記進入区間があると判定された場合、前記車両が前記隣接車線における前記進入区間の横を通過した後に、前記車両が前記走行車線から前記隣接車線へ移動する車線変更計画を生成し、
   前記車線変更計画に基づいて、前記車両が前記隣接車線における前記進入区間の横の前記走行車線を走行している時に、前記車両の周囲に対して当該車両が前記走行車線から前記隣接車線へ車線変更することを予告する予告動作として、前記走行車線における前記車両の進行方向と直交する幅方向の中央よりも前記隣接車線側の位置で前記車両を走行させることを前記車両に実行させる、
   ことをプロセッサに実行させることを特徴とする走行車線計画用コンピュータプログラム。

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