JP6811738B2

JP6811738B2 - 車両車線変更制御方法、車両車線変更制御デバイス及び関連装置

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Publication number: JP6811738B2
Application number: JP2018049115A
Authority: JP
Inventors: 偉劉; 威劉; ▲ルゥ▼ 衛
Original assignee: Neusoft Reach Automotive Technology Shanghai Co Ltd
Current assignee: Neusoft Reach Automotive Technology Shanghai Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2038-03-16
Also published as: CN107792073B; DE102018106713B4; JP2019064570A; US10814876B2; DE102018106713A1; US20190100211A1; CN107792073A

Description

本開示は自動運転の技術分野に、特に車両車線変更制御方法、車両車線変更制御デバイス及び関連装置に関する。

車線変更は移動の間、車両により実行される必然の行動である。実際の移動の過程では、車線変更の理由は様々であり、（出口、転回車線の横断、現在の車線の終点、車線の幅の減少、現在の車線の障害物、現在の車線の工事、現在の車線におけるホスト車両の前の車両の突然の緊急停止、などといった）車線を変更せねばならない状況及び（現在の車線のホスト車両の前にいる、速度が遅すぎる車両、現在の車線のホスト車両の前にいる、危険なものを運んでいる車両といった）移動に衝撃を与える状況を含む。上記の状況が発生した時、車線変更操作が車両によって実行される必要がある。

現在の段階では、自動運転の実現の基礎となっているのは、ホスト車両は車線が車線の線によって識別されている道を移動するという点である。車線変更の決定がなされる時、典型的なシングルシフトのハンドルのステアリング角度変更の時系列にしたがう方法を用いることで車線変更軌跡が決定される。ホスト車両の移動環境に基づいて車線変更軌跡のための計画が作られ、仮想車線変更軌跡が予め生成される。かつホスト車両のハンドルを制御してステアリング角度を調整させることで、ホスト車両は仮想車線変更軌跡に沿って、近接車線へシフトする。

ホスト車両を仮想車線変更軌跡に沿って移動し続けさせる過程の間、実際の複雑な道路状況のため、ホスト車両及び仮想車線変更軌跡の間の位置関係は一定でない。そのため、ホスト車両の動的な位置をリアルタイムなやり方で追跡し認識して、ホスト車両の移動の状態を推測する必要がある。これに基づいて、ホスト車両のハンドルのステアリング角度が調整され、それによりホスト車両は仮想車線変更軌跡に沿って移動し続けさせられる。従って、実際の複雑な制御アルゴリズム及び巨大なシステムオーバーヘッドの問題が引き起こされる。

これに基づいて、従来技術における、到達不可能と予想されている車線変更の結果の問題及び車線変更の結果の不正確さを解消するため、車両車線変更制御方法、車両車線変更制御デバイス及び関連装置が本開示により提供される。

車両車線変更制御方法は本開示の実施形態により提示される。方法は、
第一の制御規則によりホスト車両を近接する転入先の車線に移動するよう制御するステップと、
ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係をリアルタイムなやり方で取得するステップと、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定するステップと、及び、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たす場合に、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則によりホスト車両の動作を制御するステップと、
を含む。

選択的に、位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定するステップは、
ホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えている場合に、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけるステップか、又は
ホスト車両が完全に転入先車線へと移動し、かつホスト車両の進路及び参照車線の線の間の角が前もって定められた角度閾値より小さい場合に、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけるステップか、を含む。

選択的に、第一の制御規則及び第二の制御規則を決定するステップは、
ホスト車両の速度を取得するステップと、及び、
その速度に対応する車線変更規則を決定するステップであって、車線変更規則はホスト車両がその速度でドライバにより運転されている時に実際に実行される車線変更操作及び車線変更環境に基づいて予め決定され、かつ車線変更規則が第一の制御規則と第二の制御規則を含むステップと、を含む。

選択的に、車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値及びハンドルのステアリング角速度を含むか、又は、車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値、ハンドルのステアリング角速度及びハンドルのステアリング角度維持時間を含む。

選択的に、第一の制御規則によりホスト車両を近接する転入先車線へと移動するよう制御する前に、方法はさらに、
ホスト車両の速度並びに、ホスト車両と同一の車線及びホスト車両の位置する車線に近接する近接車線における障害物の速度及び方向を含む、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報を取得するステップと、及び、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線をホスト車両の位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である候補車線へと変更することは可能かどうかを、移動環境情報に基づいて決定するステップと、
を含み、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能である場合に、ホスト車両が第一の制御規則により近接する転入先車線へと移動するよう制御される。

選択的に、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することは可能かどうかを決定するステップが、
候補車線においてホスト車両の前方にある障害物を第一の追跡対象、候補車線においてホスト車両の後方にある障害物を第二の追跡対象とし、ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びにホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定するステップを含む。

選択的に、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを、ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びにホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて決定するステップが、
ホスト車両の速度及び前もって定められた水平加速度閾値に基づいて、ホスト車両及び候補車線の間の車線の線上に位置する、ホスト車両のステアリングエントリーポイントを取得するステップと、
前もって定められたステアリング試算時間の間にホスト車両が移動する距離を試算距離として、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であるかどうか、並びに、第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が、第一の前もって定められた時間の後のホスト車両の試算距離よりも大きいかどうかを決定し、及び、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、かつ第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きい場合に、前方車線変更条件を満たしていると決定づけるステップと、
第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であるかどうか、並びに、第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が、第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいかどうかを決定し、及び、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であり、かつ第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きい場合に、後方車線変更条件を満たしていると決定づけるステップと、及び、
前方車線変更条件と後方車線変更条件の両方が満たされている場合に、第一の前もって定められた時間の後にホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することは可能であると決定づけるステップと、
を含む。

選択的に、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報を取得した後、方法がさらに、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要があるかどうかを、車線終端認識及びナビゲーション経路認識を含むグローバル経路計画に基づいて決定するステップと、及び、
移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するステップと、
を含む決定操作のうち少なくとも１つを実行するステップを含み、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であり、かつホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要がある一方のケース及び移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たさない他方のケースを含む２つのケースの少なくとも１つが発生する場合に、ホスト車両が第一の制御規則により近接する転入先車線へと移動するよう制御される。

選択的に、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するステップが、
第三の追跡対象をホスト車両と同じ車線においてホスト車両の前方にある障害物として、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度より小さいかどうか、並びに第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定し、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度より小さく、かつ第三の追跡対象の速度と前もって定められた速度との差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づける、ステップか、又は、
ホスト車両及び第三の追跡対象の速度の両方が０の場合に、ホスト車両が移動しない休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上であるかどうかを決定し、ホスト車両が移動しない休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づける、ステップか、又は、
第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さいかどうか、並びに第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定し、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さくかつ第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である持続時間を計測し、かつ持続時間が前もって定められた待機時間よりも大きい場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるステップを含む。

車両車線変更制御デバイスが本開示の実施形態によって提供される。
デバイスは、規則変更モジュール、ステアリング制御モジュール、位置モニタリングモジュール及び位置決定モジュールを含む。規則変更モジュールは、第一の制御規則をステアリング制御モジュールに送信するように、並びに、位置決定モジュールが、ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たすと決定づける場合に、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則をステアリング制御モジュールに送信するように、設定される。ステアリング制御モジュールは、規則変更モジュールによって送られた第一の制御規則によってホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するように、並びに、規則変更モジュールによって送られた第二の制御規則によって、ホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するように設定される。位置モニタリングモジュールは、リアルタイムなやり方でホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係を取得するように設定される。位置決定モジュールは、位置関係が前もって定められた変更規則を満たしているかどうかを決定するように設定される。

本開示の実施形態により、コンピュータ読み込み可能な記憶媒体も提供される。この媒体はプロセッサにより実行された時にプロセッサに上の実施形態で説明された車両車線変更制御方法を実行させるようなコンピュータプログラムを保存している。

本開示の実施形態により、車両制御装置も提供される。この車両制御装置は、メモリとプロセッサを含む。メモリはプログラムコードを保存し、プログラムコードをプロセッサに送信するように設定されている。プロセッサはプログラムコードの指示によって上の実施形態で説明された車両車線変更制御方法を実行する。

従来技術と比較して、本開示は少なくとも以下のような利点を持つ。

本開示の実施形態によると、ホスト車両を車線を変更するよう制御する過程の間、ホスト車両は第一に第一の制御規則により近接する転入先車線へと移動するよう制御され、ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係がリアルタイムなやり方で取得され、かつ位置関係が前もって定められた変更規則を満たしているかが決定される。位置関係が前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけられる場合、ホスト車両を制御するための制御規則は、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則に変更され、結果として、ホスト車両のための実際の車線変更制御規則は、車線内及び車線間のホスト車両の姿勢と組み合わせられる。ホスト車両の実際の位置及び参照車線の線の位置の間の関係に基づいて、車線変更制御規則は変更され、ホスト車両により実行される車線変更動作が制御される。車線変更の過程の間のホスト車両上のステアリング制御は車線内の実際の状況に従い、より正確でより実際の状況に即した車線変更結果が、仮想車線変更軌跡のために予め計画することなく獲得されることが保証される。加えて制御の過程の間、仮想車線変更軌跡のために予め計画することは不必要であり、車線変更軌跡に沿って車線を変更するために要求される複雑な制御アルゴリズム及び制御フローは放棄され、これにより、車線変更結果の正確さを保証しながらに、アルゴリズム及びフローの複雑さを減少させ、システムオーバーヘッドを軽減する。

加えて、本開示のいくつかの可能な実装において、ホスト車両を車線変更を実行するよう制御する前に、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報が第一に取得され、前もって定められた車線変更条件が満たされているかどうかが移動環境情報に基づいて決定される。車線変更条件はホスト車両が車線を変更する必要があるかどうかを示す条件及びホスト車両が車線を変更することが可能かどうかを示す条件を含み、これが車線変更の必要性及び可能性である。様々なケースにおける車線変更の必要性は、速度閾値及び車両追随時間閾値の組み合わせ又はそれに類するものによって決定される。車線変更の可能性が３車線５物体のローカル環境をモデル化し、ローカル環境モデルの中の物体の動きを追跡及び予測することによって決定され、安全な車線変更スペースが保証される。前もって定められた車線変更条件が満たされるとき、ホスト車両は車線変更を実行するよう制御され、車線変更制御は、人間によってトリガーされる車線変更動作のかわりに、必要性及び可能性のトリガー条件によってトリガーされる。従って、車線変更軌跡の計画及び追跡を放棄する一方で実際の車線変更の可能性が保証され、並びに、ホスト車両の車線変更制御が複雑な車線変更制御アルゴリズムなしに実現される。並びに、実際の車線変更の過程で適用される車線変更制御方法及び制御アルゴリズムは単純化される。

本開示又は従来技術の実施形態の説明で用いられる図面を以下で簡単に説明し、本開示又は従来技術の実施形態に係る技術的解決点をより明確にする。以下の説明の図面は本開示のいくつかの実施形態を図示するに過ぎないことは明白である。当業者は、これらの図面に基づいて、創作的な作業なく、他の図面を獲得できるだろう。

本開示の実施形態に係る車両車線変更制御方法の模式的なフローチャートである。本開示の実施形態で決定される、ハンドルのステアリング角度の時系列を図示する模式図である。本開示の実施形態に係る車両車線変更制御方法の車線変更の過程の間のホスト車両の方向及び姿勢を図示する模式図である。本開示の実施形態に係る車線変更の過程の間の各制御段階のハンドルのステアリング角度の変化曲線を図示した模式図である。本開示の実施形態に係る車両車線変更制御方法の模式的なフローチャートである。本開示の実施形態に係るローカル移動環境を図示した模式図である。本開示の実施形態に係る車線変更の可能性を決定するステップの模式的なフローチャートである。本開示の実施形態に係る追跡対象の位置の推定を図示した模式図である。本開示の実施形態に係る車両車線変更管理デバイスの模式的な構造図である。本開示の実施形態に係る車両車線変更制御デバイスの模式的な構造図である。

当業者がより明確に技術的解決点を理解できるよう、本開示の実施形態に係る技術的解決点は、添付の本開示の実施形態の図面を交えて、以下で明確にかつ完全に説明される。説明される実施形態が本開示に係る実施形態の一部にすぎないことは明白である。本開示の実施形態に基づいて当業者により創作的な作業なしに獲得されたすべての他の実施形態は、本開示の保護範囲に含まれる。

自動運転の実現は、従来の車両の移動環境に統合されなければならない。つまり、ホスト車両は、車線が車線の線により識別された道を移動するということである。既存の車線変更制御方法では、車線変更軌跡が典型的なシングルシフトハンドルステアリング角度変更時系列に従う方法を用いて決定される。車線変更軌跡のための計画がホスト車両の移動環境に基づいて作られ、予め仮想車線変更軌跡が生成される。そしてホスト車両のハンドルを制御してステアリング角度を調整することで、ホスト車両は仮想車線変更軌跡に沿って近接車線へとシフトする。ホスト車両を仮想車線変更軌跡に沿って移動させ続ける過程の間、実際の複雑な道路状況により、ホスト車両及び仮想車線変更軌跡の間の位置関係は一定ではない。それゆえ、ホスト車両の動的な位置をリアルタイムなやり方で追跡し認識して、ホスト車両の移動状態を推定する必要がある。これに基づいて、ホスト車両のハンドルのステアリング角度が調整され、仮想車線変更軌跡に沿ってホスト車両を移動させ続ける。従って、実際の複雑な制御アルゴリズム及び巨大なシステムオーバーヘッドが引き起こされる。

本開示の実施形態により、車両車線変更制御方法及び車両車線変更制御デバイスが提案される。ホスト車両の車線変更は、実際の車線変更の過程に基づいて制御される。車線内及び車線間にあるホスト車両の車線変更は、実際にホスト車両により実行されている車線変更ステアリング動作と関連づけられている。予めの仮想車線変更軌跡のための計画は不要となり、車線変更軌跡に沿って車線を変更するときに要求される複雑な制御アルゴリズム及び制御フローは放棄される一方、実際の道路状況により即した車線変更制御が実現される。従って、車線変更の結果の正確さだけでなく、アルゴリズム及びフローの複雑さも減少し、システムオーバーヘッドも軽減される。

上記の理念に基づいて、上記の本開示の目的、特徴及び利点をより理解しやすくするために、本開示の特定の実施形態を、以下図面を交えながら詳細に説明する。

本開示の実施形態による車両車線変更制御方法の模式的なフローチャートである図１を参照する。本開示の実施形態による車両車線変更制御方法は、以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０４を含む。

ステップＳ１０１では、ホスト車両は第一の制御規則により近接する転入先車線へと移動するよう制御される。

本開示の実施形態では、近接する転入先車線は、車線変更がトリガーされる時に予め決定され、近接する転入先車線は、ホスト車両の左側及び右側の近接する車線のうちの、前もって定められた車線変更条件を満たす任意の車線であり得る。転入先車線を決定する方法については、後に詳細に示されるため、ここでは説明しない。第一の制御規則によると、ホスト車両は車線変更を実現するために、転入先車線へとシフトするか、転入先車線の中へと移動するか、若しくは転入先車線を移動し続ける。

車線変更制御の正確さを保証するため、車線変更の過程の間ホスト車両の速度は一定に保たれ、ホスト車両のハンドルのステアリングがホスト車両の進路をシフトするために制御され、それによりホスト車両は転入先車線の中へと移動し、車線変更が完了する。従って、特定の実施形態では、第一の制御規則は、ハンドルのステアリング角度及び角速度、若しくはそれに類するもの、といった、ホスト車両のハンドルのステアリングを制御するための規則であり得る。

たとえば、様々な速度でホスト車両を運転している時のドライバの実際の車線変更の動作に基づいて、予め車線変更の過程の間ドライバによって制御されたハンドルのステアリング角度の変化時系列を記録しておくとよい。本開示の実施形態においてホスト車両が車線変更するよう制御するための第一の制御規則は、ハンドルのステアリング角度の変化時系列に基づいて獲得される。

ステップＳ１０２では、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が、リアルタイムなやり方で取得される。

参照車線の線は、ホスト車両と転入先車線の間に位置する。もし転入先車線がホスト車両の左側の近接車線であるならば、参照車線の線はホスト車両の左側にある近接車線の線である。またもし転入先車線がホスト車両の右側の近接車線であるならば、参照車線の線はホスト車両の右側にある近接車線の線である。

本開示の実施形態では、カメラのような環境センサがホスト車両に予め提供されており、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係をリアルタイムなやり方で取得するために用いることができる。ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係は、
・ホスト車両が未だ参照車線の線を越えていない
・ホスト車両の片方の前輪が参照車線の線を踏んでいる
・ホスト車両の片方の前輪が完全に参照車線の線を越えている
・ホスト車両の片方の後輪が完全に参照車線の線を越えている
・ホスト車両が参照車線の線と平行に走っている
等の状況を含む。実際の道路環境に従ってホスト車両のための車線変更制御を行うために、位置関係の１つ以上が実際の要件に係るリアルタイムなやり方で取得され得る。従って、ホスト車両の正確な車線変更は、仮想車線変更軌跡のための計画なしに実現される。特定の取得された位置関係は、本開示の実施形態により限定されることはない。

ステップＳ１０３では、位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定する。

本開示の実施形態では、ホスト車両及び参照車線の間の位置関係に基づいて制御規則を調整するための節を、前もって定められた変更規則を使用してマークする。ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たしている場合、制御規則が調整され、車線変更の正確さに打撃を与えうる過調整などの状況を回避する。

実際の車線変更の環境は複雑で変動するため、車線変更の過程の間、実際に適用される制御規則をホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係に基づいて調整して、制御規則が現在の車線変更環境に適応し、正確な車線変更の結果が保証されるようにする必要がある。つまり、正確な車線変更を実現するためには、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定し、またホスト車両の現在の移動状況が、調整されることを要求するかどうかを決定する必要がある。

ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係は、
・ホスト車両が未だ参照車線の線を越えていない
・ホスト車両の片方の前輪が参照車線の線を踏んでいる
・ホスト車両の片方の前輪が参照車線の線を完全に越えている
・ホスト車両の片方の後輪が参照車線の線を完全に越えている
・ホスト車両が参照車線の線に平行に移動している
等の状況を含む。たとえば、第一の制御規則によりホスト車両を転入先車線へとシフトするよう制御する場合では、過調整といった車線変更の正確さに打撃を与える状況を回避するために、制御規則は両方の前輪が完全に参照車線の線を越えた後に調整される必要がある。それゆえ、ホスト車両が転入先車線へと移動する前において、前もって定められた変更規則は、片方の前輪が完全に参照車線の線を越えていることである。ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が、ホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えていることの場合、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけられる。別の例では、ホスト車両が完全に転入先車線の中へと移動した後に車線維持状態とするための第一の制御規則によりホスト車両の進路を調整する場合、もしホスト車両の進路及び参照車線の線のなす角が前もって定められた角度閾値よりも小さいならば、制御規則を調整する必要があり、これによりホスト車両の進路が精密に調整されてホスト車両は車線維持状態となり、車線変更制御が終了する。つまり、ホスト車両が完全に転入先車線の中へと移動した後は、前もって定められた変更規則は、ホスト車両の進路及び参照車線の線の間の角が前もって定められた角度閾値よりも小さいこと、である。ホスト車両が転入先車線の中へと完全に移動し、ホスト車両の進路と参照車線の線の間の角が前もって定められた角度閾値よりも小さい場合、位置関係が前もって定められた変更規則を満たすと決定づけられる。

当業者は、前もって定められた変更規則を満たす状況を特に実際の制御要件によって割り当てるかもしれないが、それは本開示の実施形態によっては限定されない。

ステップＳ１０４ではホスト車両の動作は、位置関係が前もって定められた変更規則を満たしている場合には、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則により制御される。

本開示の実施形態では、第二の制御規則はホスト車両が車線変更を完了する動作を制御するために使用される。第二の制御規則はまた、ハンドルのステアリング角度及び角速度、又はそれに類するもののための規則といった、ホスト車両のハンドルのステアリングを制御するための規則であってもよい。

実践では、車線変更制御の過程はホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係により様々な段階に分割されてもよく、ホスト車両は様々な段階の中で、転入先車線へとシフトするように、並びに車線変更の過程を完了するように制御される。各段階において、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係に基づいて、ホスト車両の車線変更を制御するために様々な制御規則が適用される。ステアリング制御の段階に対応する、予期される車線変更の目標を達成するために、次の段階が前もって定められた変更規則により開始され、必要なときには制御規則が変更されるかどうかが決定される。それ故、車線変更の過程におけるステアリング制御は、実際の道路状況に基づき、かつホスト車両は精密に転入先車線へと移動することが保証され、予期されたステアリング結果が達成される。予め様々な制御規則が設定されてもよく、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係がリアルタイムなやり方でモニタされ、位置関係に基づいて制御規則が調整され、このようにして、ホスト車両の車線変更制御は複雑な制御アルゴリズム及び制御フローを伴うことなく実現される。

本発明の実施形態によると、ホスト車両が車線を変更するように制御する過程の間、ホスト車両はまず、第一の制御規則によって近接する転入先車線へと移動するよう制御され、ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係がリアルタイムなやり方で取得され、位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかが決定される。位置関係が前もって定められた変更規則を満たす場合、ホスト車両を制御するための制御規則は、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則へと変更され、それゆえホスト車両のための実際の車線変更制御規則は車線内及び車線間におけるホスト車両の姿勢と組み合わせられる。ホスト車両の実際の位置及び参照車線の線の位置の間の関係に基づいて、ホスト車両により実行される車線変更の動作を制御するために、車線変更制御規則が変更される。車線変更の過程の間のホスト車両におけるステアリング制御は実際の道路状況に沿うことが保証され、より正確でより実際の状況に即した車線変更の結果が、予めの仮想車線変更軌跡のために計画することなく獲得される。加えて、制御の過程の間、予め仮想車線変更軌跡のために計画する必要もなく、車線変更軌跡に沿って車線を変更するために要求される複雑な制御アルゴリズム及び制御フローは放棄され、それにより、車線変更の結果の正確さを保証する一方でアルゴリズム及びフローの複雑性が減少してシステムオーバーヘッドを減少させる。

どのようにして第一の制御規則及び第二の制御規則を決定するかを特に示すため、以下のような例を用いる。

ホスト車両の車線変更を制御する前に、予め車線変更制御のための第一の制御規則及び第二の制御規則を取得する必要があることは理解できる。第一の制御規則及び第二の制御規則を決定するための方法は、ホスト車両の速度を取得するステップと、速度に対応する車線変更規則を決定するステップと、を含み、車線変更規則は、ホスト車両がその速度でドライバにより運転されるときに実際に実行された車線変更操作及び車線変更環境に基づいて予め決定され、車線変更規則は第一の制御規則と第二の制御規則を含む。

異なる速度における同じハンドルのステアリング角度に起因して、ホスト車両の運転軌跡において大きな差異があることは理解できる。正確な車線変更の結果を得るためには、ホスト車両の車線変更は、ホスト車両の速度に基づいて制御されねばならない。実践では、ホスト車両の速度はホスト車両の制御システムから取得されてもよいし、環境センサを使用することで計測されてもよい。ホスト車両の速度を取得するやり方は、本開示の実施形態によって限定されず、以下では説明されない。

本開示の実施形態では、車線変更操作はドライバにより制御されたハンドルのステアリング操作である。車線変更環境は、車線変更の過程の間のホスト車両の実際の位置であり、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係を含む。

車線変更の正確さと快適さを保証するため、本開示の実施形態において、車線変更制御の間に適用される車線変更規則（つまり第一の制御規則及び第二の制御規則）は、ドライバの実際の車線変更操作により決定され、車線変更規則は車線変更環境並びに第一の制御規則及び第二の制御規則を取得するための前もって定められた変更規則に基づいて分割される。ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たす前は、ドライバにより実行されるハンドルのステアリング操作は第一の制御規則として決定される。ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たした後は、ドライバにより実行されるハンドルのステアリング操作は第二の制御規則として決定される。車線変更規則は、（最大ステアリング角度及び最小ステアリング角度といった）ハンドルのステアリング角度閾値と、ハンドルのステアリング角速度と、を含んでいてもよい。又は車線変更規則は、ハンドルのステアリング角度閾値と、ハンドルのステアリング角速度と、ハンドルのステアリング角度持続時間と、を含んでいてもよい。実践では車線変更規則は、図２に示されたハンドルのステアリング角度時系列によって表現され、図２の中では、実際の移動状況及び車線変更環境により決定されたハンドルのステアリング角度変化曲線が示されている。

実践では、車線変更規則は、ホスト車両を運転するときの様々なドライバの異なる運転傾向によっても決定されてよく、それゆえホスト車両において実行されるステアリング制御はドライバの運転傾向による。

どのようにしてホスト車両を、参照車線の線を越え、転入先車線へと移動して、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係に基づいて車線変更を完了するように、制御するのかを、以下特定の適用シナリオとともに例を用いて示す。

本開示の実施形態において、車線変更の過程の全体は、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係に基づいて３つの段階に分割できる。３つの段階はそれぞれ、進路をシフトさせる段階、進路を回復させる段階及び進路を調整する段階である。異なる段階のホスト車両における制御を実行するためには対応する制御規則が使用され、車線変更は、ホスト車両のステアリングシステム、運転システム、ブレーキシステム又はそれに類するものといった実行機関を制御して、ホスト車両の移動状態及び車体の姿勢を調整することで達成される。図３を参照すると、図３は左側の車線へと転入する時の例を用いて、特定の車線変更の段階を示す。各段階における制御フローは以下で詳細に示す。右側の車線へと転入する時の制御フローは左側の車線へと転入する時のものと同様であり、以下では説明されない。

進路をシフトさせる段階では、対応する制御規則が適用されることで、ホスト車両のハンドルをシフトするよう制御して、ホスト車両を特定の速度で車線変更の対象の方向へとシフトさせる。ある場合においては、ホスト車両のハンドルのステアリング角度とホスト車両の速度を調整することで、ホスト車両の進路がシフトされ、参照車線の線を越えて転入先車線へと移動するための準備が行われる。

実践では、進路のシフトはホスト車両のハンドルのステアリング角度並びに、アクセル及びブレーキの開閉の度合いを制御することでも実現し得る。実際の状況に従って特定の制御規則が具体的に設定されてもよいが、ここでは説明されない。

ホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えた時、図３は、ホスト車両の進路が車線変更のために十分であり、ホスト車両に転入先車線を移動し続けさせるためには、適時にホスト車両の進路を回復する必要があることを示している。これにより進路を回復させる段階に進む。

進路を回復させる段階では、ホスト車両を制御して転入先車線内に移動させ、かつホスト車両の進路を調整するために、対応する制御規則が適用される。ホスト車両のハンドルのステアリング角度を調整することで、ホスト車両の進路は回復され、それによりホスト車両は転入先車線を移動し続ける。

もしホスト車両の進路及び参照車線の線の間のなす角が前もって定められた（５°又は６°といった）角度閾値よりも小さいならば、つまりホスト車両の進路が基本的に参照車線の線の方向に沿っているならば、このとき図３は、ホスト車両が総じて転入先車線を移動し続けられることを示している。しかしながら、ホスト車両の進路及び参照車線の線の間のなす角を車線維持角度閾値よりも小さく（車線維持角度閾値は０．５°〜２°の範囲の値であってよい）してホスト車両を車線維持状態にさせるためには、第三の制御規則によりホスト車両の進路を精密に調整する必要がある。このようにして、ホスト車両は転入先車線を移動し続け、車線変更が完了する。

進路を調整する段階においては、ホスト車両の移動姿勢を調整するために、対応する制御規則が適用される。ホスト車両のハンドルのステアリング角度を調整することで、ホスト車両の進路は精密に調整され、ホスト車両は車線維持状態へと進む。

注意するべきは、実際の道路状況は複雑かつ可変のため、実際の車線変更制御の過程が３つの段階のすべてを含むとは限らないということである。進路をシフトさせる段階から直接進路を調整する段階に進んでもよいし、若しくは進路を回復させる段階から直接車線維持状態に進んでもよい。実践では、ホスト車両の車線変更は車線変更の過程を段階に分割し、ホスト車両の車線変更を変更規則に基づいて制御することで実現されている。従って、図１に示された車線変更の方法の第一の制御規則及び第二の制御規則はそれぞれ進路をシフトさせる段階及び進路を回復させる段階に対応する制御規則であってよいし、それぞれ進路をシフトさせる段階及び進路を調整する段階に対応する、若しくはそれぞれ進路を回復させる段階及び進路を調整する段階に対応する、制御規則であってもよい。

段階に対応する制御規則は、図４に示された例における低速状況下でのハンドルのステアリング角度変化曲線を交えて、以下で詳細に示される。

注意するべきは、図４の縦軸の正の方向が、ハンドルで見て左に回転させた時の角度が正の値であることを、縦軸の負の方向が、ハンドルで見て右に回転させた時の角度が負の値であることを、示していることである。ハンドルのステアリング角度の増加は、ハンドルが車線変更の対象の方向へとステアリングされたことを、一方ハンドルのステアリング角度の減少は、ハンドルが車線変更の対象の方向と逆にステアリングされたことを示す。

進路をシフトさせる段階では、制御規則は、フェーズ１．１、フェーズ１．２及びフェーズ１．３の３つのフェーズを含む。３つのフェーズにおけるハンドルのステアリング角度変化曲線は、それぞれ線分ＯＡ、線分ＡＢ及び線分ＢＣに対応している。

フェーズ１．１、つまり線分ＯＡでは、ハンドルのステアリング角度は第一の増加率で第一のステアリング角度閾値まで増加するように制御されている。ホスト車両の進路は、進路のシフトへの準備のために、参照車線の線を目指す。

フェーズ１．２、つまり線分ＡＢでは、進路のシフトのため、ハンドルは第一の前もって定められた時間の間、第一のステアリング角度閾値を保っている。

フェーズ１．３、つまり線分ＢＣでは、ハンドルのステアリング角度は第一の減少率で減少するよう制御されている。ホスト車両の進路が基本的に車線変更の進路シフトの要件を満たす前に、過調整を避けるため、ハンドルのステアリング角度が減少させられる。一般に、線分ＢＣで示された過程の間、ホスト車両の両方の前輪はすべて参照車線の線を越えている。もしホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えているわけではないならば、過調整を避けるため、ハンドルのステアリング角度は第二のステアリング角度閾値まで減少するように制御される。もしホスト車両の両方の前輪のすべてが参照車線の線を越えているならば、進路をシフトさせる段階は終了し、進路を回復させる段階へ進む。

進路を回復する段階では、同様に、制御規則はフェーズ２．１、フェーズ２．２、フェーズ２．３の３つのフェーズを含む。フェーズごとのハンドルのステアリング角度の変化曲線は、それぞれ線分ＣＤ、線分ＤＥ及び線分ＥＦに対応する。

フェーズ２．１、つまり線分ＣＤでは、ハンドルのステアリング角度は第二の減少率で第三のステアリング角度閾値まで減少するよう制御されている。ハンドルのステアリング角度は転入先車線の中で継続的に減少し、過調整を避ける。

フェーズ２．２、つまり線分ＤＥでは、ホスト車両の進路を参照車線の線と平行になるまで回復させるため、ハンドルは第二の前もって定められた時間の間、第三のステアリング角度閾値を保っている。

フェーズ２．３、つまり線分ＥＦでは、過調整を避けるため、ハンドルのステアリング角度が第二の増加率で増加するよう制御されている。線分ＥＦで示された過程の間、ホスト車両の進路は車線変更に十分であり、ホスト車両が転入先車線を移動し続けるようにするには、適時にホスト車両の進路を回復する必要がある。進路を回復させる段階は終了し、進路を調整する段階に進む。

進路を調整する段階では、制御規則は曲線の点Ｆから点Ｇまでの部分に対応する。ハンドルは戻るよう制御され、ホスト車両が車線維持状態、つまり、転入先車線を移動し続ける状態に進むようにするため、ホスト車両において精密な調整が実行される。

注意すべき点は、実際の制御過程の間、ホスト車両の速度及び実際の道路状況の影響により、進路をシフトさせる段階、進路を回復させる段階及び進路を調整する段階における実際の状況が上記ハンドルのステアリング角度変化曲線と対応しないことがあるということである。車線変更の結果の正確さを保証するためには、進路をシフトさせる段階、進路を回復させる段階及び進路を調整する段階における規則に基づいてホスト車両の車線変更における制御を実行する必要がある。

たとえば、進路をシフトさせる段階におけるハンドルのステアリング角度を増加させる過程において、もしホスト車両の前輪の両方が参照車線の線を越えるならば、進路をシフトさせる段階が終了し、進路を回復する段階へと進む。従って、ホスト車両が第二の制御規則により転入先車線へと移動するよう制御するために、ハンドルのステアリング角度は減少される。

本開示の実施形態の実装において、車両のステアリング動作は車両の種類及び速度に関係しており、それゆえ、たとえば第一の増加率、第一のステアリング角度閾値、第一の前もって定められた時間、第一の減少率、第二のステアリング角度閾値、第二の減少率、第三のステアリング角度閾値、第二の前もって定められた時間及び第二の増加率等の、前述の制御規則におけるハンドルのステアリング角度の変化を示すためのパラメータは、ホスト車両が異なる速度でドライバにより運転される時に実行される実際のステアリング動作に基づいて予め決定されてよい。それはつまり、制御規則は、ホスト車両が様々な速度でドライバにより運転される時に実行される実際のステアリング動作に基づいて予め決定され得る（つまり、第一の増加率、第一のステアリング角度閾値、第一の前もって定められた時間、第一の減少率、第二のステアリング角度閾値、第二の減少率、第三のステアリング角度閾値、第二の前もって定められた時間、第二の増加率といった前記パラメータが特定の車両の速度に関係している）ということである。従って、本開示における方法により制御される車線変更の過程は、ドライバにより車両が制御される実際の車線変更の過程により近く、かつ、マニュアル運転の挙動の車線変更制御ロジックに、より整合性があるため、乗客の快適さを向上させる。

本開示の実施形態におけるハンドルのステアリング角度の増加率及び減少率がドライバの実際の運転傾向に基づいて決定されるため、同じ段階でも増加率及び／又は減少率は一定でなく、図２及び４が例示に過ぎないことが理解できる。

選択的に実践では、第一の制御規則、第二の制御規則及び第三の制御規則は、様々なドライバがホスト車両を運転するときの様々な運転傾向に基づいて、異なるドライバのために訓練されてもよい。ホスト車両におけるステアリング制御は、ドライバの運転傾向に沿う。

以下特定の適用シナリオとともに詳細な説明を行い、本開示の実施形態により提示される車線変更制御方法を示す。ホスト車両が（たとえば時速１０キロメートルの）低速移動状態にあり、左の車線へと移動しようとしているという状況を想定する。

図４を参照すると、車線変更の過程が開始して進路をシフトさせる段階へと進むとき、ハンドルは第一の増加率で左４４°の角度まで左にステアリングする（線分ＯＡにあたる）よう制御され、その左４４°の角度が０．７秒間保持される（線分ＡＢにあたる）。その後ハンドルは第一の減少率で、左８°の角度（点Ｃにあたる）まで右にステアリングするよう制御される。この場合、ホスト車両の両方の前輪のすべてが参照車線の線を越え、進路を回復させる段階へと進む。進路を回復させる段階においてハンドルは、第二の減少率で右３５°の角度まで右にステアリングするよう制御され（線分ＣＤにあたる）、その右３５°の角度が０．５秒間保持される（線分ＤＥにあたる）。その後、ハンドルは第二の増加率で右２０°（点Ｆにあたる）までステアリングするよう制御される。この場合、ホスト車両の進路は車線変更のために十分であり、進路を調整する段階へと進む。進路を調整する段階では、ハンドルは戻るように制御され、ホスト車両の進路が精密に調整され、これによりホスト車両は車線維持状態になり、従ってホスト車両を転入先車線で移動させ続ける。

本開示の前述の実施形態において、説明を行って、どのようにしてホスト車両が車線変更動作を実行するよう制御されるのかを示した。しかしながら、本開示の実施形態において仮想車線変更軌跡の計画はされていないため、車線変更がユーザ又は他のデバイスによりトリガーされたときに、実際の移動環境においてホスト車両が車線を変更することは不可能であり得る。従って、ステップＳ１０１より前に、車線変更の可能性を決定する必要がある。ホスト車両の移動環境が車線変更条件を満たすかが決定される。これはつまり、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更することは可能かどうかを決定するということである。車線変更条件を満たしている場合、車線変更制御がトリガーされ、ホスト車両は対象の方向へとシフトされるよう制御され、車線変更が完了する。

本開示のいくつかの可能な実装において、図５に示されたように、ステップＳ１０１よりも前に、方法はさらに以下のステップＳ５０１〜Ｓ５０２を含み得る。

ステップＳ５０１では、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報が取得される。

移動環境情報はホスト車両の速度並びにホスト車両と同じ車線及びホスト車両が位置する車線に近接する近接車線の（たとえば車両や歩行者などの）障害物の速度及び方向を含む。移動環境情報は、ホスト車両の速度、ホスト車両と同じ車線におけるホスト車両の前方の障害物及びホスト車両の後方の障害物の速度及び方向、左車線におけるホスト車両の前方の障害物及びホスト車両の後方の障害物の速度及び方向、並びに、右車線におけるホスト車両の前方の障害物及びホスト車両の後方の障害物の速度及び方向を含み得る。移動環境情報がホスト車両の実際の移動環境に関係していることは理解できる。もしホスト車両が最も右の車線に位置している場合、移動環境情報は右の車線におけるホスト車両の前方の障害物及びホスト車両の後方の障害物の速度及び方向を含まず、またここでは説明しないが、他の同様の状況も同じである。本開示の実装における解説では、ホスト車両の右の車線及び左の車線が存在し、右の車線、左の車線及びホスト車両が位置する車線においてホスト車両の前方及びホスト車両の後方に障害物があることを想定する。他の特別な場合のための制御方法もここで説明される方法と同様であり、詳細な関連する説明を参照してもよいが、ここでは説明しない。

移動環境情報は、たとえば高精度位置決定及びナビゲーションデバイス、カメラデバイス、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなどの、環境検知及び物体検出のための様々なセンサにより獲得できる。実践では、ホスト車両を取り巻くローカル移動環境が、次の車線変更制御のための基礎を提供するために、センサにより提供されるデータ（つまり移動環境情報）に基づいて予め構築されてもよい。

本開示の実施形態に係る３車線と５つの物体を含むローカル移動環境を示す模式的なダイアグラムである図６を参照する。ローカル移動環境は移動空間及び追跡対象を含む。移動空間は、ホスト車両が位置する現在の車線及びホスト車両の左右の側の車線変更のための候補車線を含む。追跡対象は、ホスト車両が位置する現在の車線におけるホスト車両の前方の障害物（追跡対象０として定義され得る）、左の候補車線におけるホスト車両の前方の障害物（追跡対象１として定義され得る）及びホスト車両の後方の障害物（追跡対象３として定義され得る）、右の候補車線におけるホスト車両の前方の障害物（追跡対象２として定義され得る）及びホスト車両の後方の障害物（追跡対象４と定義され得る）を含む。

ステップＳ５０２において、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することは可能かどうかを移動環境情報に基づいて決定し、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能である場合、ステップＳ１０１が実行される。

候補車線はホスト車両が位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である。

本開示の実施形態では物体は、図６に示されたように、ローカル移動環境並びに、ローカル移動環境における各物体の速度及び方向に基づいて追跡されて予測され得、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定する。ホスト車両が車線を左近接車線へと変更することが可能な場合、左近接車線は車線変更の可能性を持ち、転入先車線は左近接車線となる。ホスト車両が車線を右近接車線へと変更することが可能な場合、右近接車線は車線変更の可能性を持ち、転入先車線は右近接車線となる。

注意するべき点は、実際の運転規則及び運転傾向に従うためには、もしホスト車両の左及び右の車線の両方が車線変更の可能性を持つならば、ホスト車両が左志向の車両であれば転入先車線として左車線を選択するのが好ましいし、ホスト車両が右志向の車両であれば転入先車線として右車線を選択するのが好ましいということである。

どのようにして候補車線の車線変更の可能性を決定するかを示す例を、以下に示す。

本開示の実施形態では、ステップＳ５０２は、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを、ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びに、第一の追跡対象及び第二の追跡対象のホスト車両からの距離に基づいて決定することで実行されてもよい。第一の追跡対象は候補車線におけるホスト車両の前方の障害物であり、第二の追跡対象は候補車線におけるホスト車両の後方の障害物である。第一の追跡対象及び第二の追跡対象は、車両、歩行者及びホスト車両の通常の移動をブロックする障害物であり得る。

ホスト車両の位置する車線を左近接車線へ変更することの可能性を決定するとき、第一の追跡対象及び第二の追跡対象はそれぞれ図６に示す追跡対象１及び追跡対象３であることが理解できる。ホスト車両の位置する車線を右近接車線へ変更することの可能性を決定するとき、第一の追跡対象及び第二の追跡対象はそれぞれ図６に示す追跡対象２及び追跡対象４である。

本開示の実施形態の可能な実装では、図７に示されたように、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかをホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度並びにホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて決定するステップは、以下のステップＳ７０１〜Ｓ７０４を含む。

ステップＳ７０１では、ホスト車両のステアリングエントリーポイントがホスト車両の速度及び前もって定められた水平加速度閾値に基づいて取得される。ステアリングエントリーポイントはホスト車両及び候補車線の間の車線の線に位置している。

本開示の実施形態では、ステアリングエントリーポイントは、現在の速度及び水平加速度閾値の元でステアリング動作を予測するときに獲得される、車線変更の過程の間にホスト車両が通過する車線の線上の点である。

ホスト車両の現在の速度をＶ_ｘ、水平加速度閾値をａ_ｌｉｍとすると、ホスト車両が左車線又は右車線へと車線を変更する間に生成される軌跡の半径Ｒは、

である。左車線変更軌跡及び現在の車線の左の車線の線の間の交差点が、現在の車線を左車線へと変更するときのステアリングエントリーポイントである。右車線変更軌跡及び現在の車線の右の車線の線の間の交差点が、右車線へと現在の車線を変更するときのステアリングエントリーポイントである。

ステップＳ７０２では、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であるかどうか、並びに、第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後のホスト車両の試算距離Ｓよりも大きいかどうかを決定する。試算距離Ｓは前もって定められたステアリング試算時間の間にホスト車両が移動する距離である。第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、かつ第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離Ｓよりも大きい場合、前方車線変更条件が満たされていると決定づけられる。

第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が、ホスト車両の速度を第一の追跡対象の速度から減ずることで獲得されるのは理解できる。もし第一の追跡対象の速度がホスト車両の速度以上ならば、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、またそうでなければ、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度は０よりも小さい。第一の前もって定められた時間は、１秒、３秒又は５秒などである。ホスト車両の試算距離Ｓは、（たとえば１．２秒の）前もって定められたステアリング試算時間をｔ_ｓｅｔとして、

で表される。当業者は、第一の前もって定められた時間及びステアリング試算時間を実際の状況に即して決定してもよいが、ここでは説明しない。

図６を参照して、例としてホスト車両が左へステアリングする場合を考える。この場合、ステアリングエントリーポイントは点１である。もし追跡対象１（つまり第一の追跡対象）のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、かつ追跡対象１及び点１の間の距離が１秒後の試算距離Ｓよりも大きいならば、左近接車線は１秒後の前方車線変更条件を満たす。

ステップＳ７０３では、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であるかどうか、並びに、第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいかどうかを決定する。第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であり、かつ第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きい場合、後方車線変更条件は満たされていると決定づけられる。

同様に、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度はホスト車両の速度を第二の追跡対象の速度から減ずることで獲得される。もし第二の追跡対象の速度がホスト車両の速度以下である場合、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度は０以下であり、そうでなければ、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度は０より大きい。

図６を参照して、例としてホスト車両が左にステアリングした場合を考える。この場合、ステアリングエントリーポイントは点１である。追跡対象３（つまり第二の追跡対象）のホスト車両に対する相対速度が０以下であり、かつ追跡対象３及び点１の間の距離が１秒後の試算距離Ｓよりも大きいならば、左近接車線は１秒後の後方車線変更条件を満たす。

ステップＳ７０２及びＳ７０３の実行順は、本開示の実施形態により限定されないことは理解できる。また、当業者はステップＳ７０２及びステップＳ７０３の実行順を実際の状況に従って設定してもよい。ステップＳ７０２及びステップＳ７０３は順番に又は並行して実行されてもよいが、ここでは説明しない。

ステップＳ７０４において、前方車線変更条件及び後方車線変更条件の両方が満たされた場合、第一の前もって定められた時間の後にホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であると決定づけられる。

その実施形態では、前方車線変更条件と後方車線変更条件の両方が満たされている場合、候補車線におけるホスト車両の前方及びホスト車両の後方の車両が車線変更の過程の間にホスト車両の移動をブロックすることはない。かつ車線変更は可能であり、ホスト車両は候補車線へと車線を変更するよう制御されることができる。

実践では、図８に示すように、ローカル移動環境の各追跡対象の位置は第一に予測され、様々な時間インターバル（つまり第一の前もって定められた時間）の後の追跡対象のホスト車両に対する相対位置が推測され得、追跡対象の位置の推測が獲得される。追跡対象位置の推測に基づいて、車線変更の可能性の条件が、つまり前方車線変更条件及び後方車線変更条件が、満たされているかどうかが、ステアリングエントリーポイントの位置並びにステアリングエントリーポイントの前方及びステアリングエントリーポイントの後方の障害物の位置及び相対速度に基づいて決定される。

現在、車線変更制御は一般にドライバにより、前方車両の移動状況におけるドライバの判断に基づいてトリガーされ、その後ステアリングランプがつけられてシステムに車線変更操作を開始するよう促す。それゆえ、車線変更制御のトリガーは人間の関与を要求し、低い自律性につながる。この観点から本開示の実施形態では、ホスト車両が車線を変更する必要があるかどうかを決定するために車線変更の必要性が決定され、ホスト車両が車線を変更する必要があると決定づけられた場合に車線変更制御がトリガーされる。

ステップＳ５０１の後、方法はさらに以下のものを含む決定操作のうち少なくとも１つを実行するステップを含む。決定操作に含まれるステップは、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要があるかどうかを、車線終端認識及びナビゲーション経路認識を含むグローバル経路計画に基づいて決定するステップと、及び移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たしているかどうかを決定するステップと、である。ステップＳ１０１は、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であり、かつ、以下の２つのケースの少なくとも１つが生じた場合に実行される。２つのケースは、ホスト車両はホスト車両が位置する車線を変更する必要があるという一方のケース及び、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たしていないという他方のケースを含む。

通常、ホスト車両は現在の車線を移動し続け、ホスト車両の前方の車両に追随する。車線変更は以下の３つのケースのいずれか１つが生じる時にトリガーされる。第一のケースでは、ホスト車両は現在の車線の終端まで移動する。第二のケースでは、現在の車線がグローバル経路計画の（ステアリング／直進、速度制限といった）要件を満たさない。第三の場合では、ホスト車両の前方の車両の（速度や車種といった）状態が車両追随条件を満たさない。

第一のケース及び第二のケースは、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更することが必要かどうかをグローバル経路計画に基づいて決定する操作に対応しており、その決定は車線の線の認識、地図システム、ナビゲーションシステム等に基づいてよい。第三のケースは移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たしているかどうかを決定する操作に対応しており、その決定はローカル環境検知に基づいてよい。３つのケースのうち１つが発生する場合、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要があると決定づけられる。

本開示の実施形態のいくつかの可能な実装では、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定する操作は、少なくとも以下の３つの可能なやり方で実現し得る。

第一の可能なやり方では、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たしているかどうかを決定するステップは、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}が前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘよりも小さいかどうか、並びに、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}及び前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘの間の差が前もって定められた速度差閾値Ｖ_ＴＨ以上であるかどうかを決定するステップと、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}が前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘよりも小さく、かつ第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}及び前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘの間の差が前もって定められた速度差閾値Ｖ_ＴＨ以上である場合に、移動環境情報は前もって定められた車両追随条件を満たさないと決定づけるステップと、を含み得る。

第三の追跡対象はホスト車両と同じ車線においてホスト車両の前方にある障害物、つまり図６に示される追跡対象０である。

この場合、現在の車線のホスト車両の前方の車両は、速度に対する車両追随条件を満たさず、ホスト車両の車両追随速度が遅すぎる。前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘは予め設定された最大移動速度であってよく、実際の道路状況に基づいて決定されてよい。前もって定められた速度差閾値Ｖ_ＴＨは、最低速度制限である。

が成り立つ場合、車両追随条件は満たされておらず、ホスト車両は車線を変更する必要がある。

第二の可能なやり方では、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するステップは、ホスト車両の速度及び第三の追跡対象の速度の両方が０である場合に、ホスト車両が動かない休止時間ｔ_１が前もって定められた第一の待機時間Ｔ_１以上であるかどうかを決定するステップと、休止時間ｔ_１が前もって定められた第一の待機時間Ｔ_１以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるステップと、を含んでもよい。

この場合、現在の車線のホスト車両の前方の車両は時間に対する車両追随条件を満たさず、休止時間が長すぎる。第一の待機時間Ｔ_１は前もって定められた待機時間上限である。休止時間ｔ_１はホスト車両が第三の追跡対象に追随して動きを止める時間を計測することで獲得される。

第三の可能なやり方では、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するステップが、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}が前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘよりも小さいかどうか、並びに、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}及び前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘの間の差が前もって定められた速度差閾値Ｖ_ＴＨ以上であるかどうかを決定するステップと、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}が前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘよりも小さく、かつ第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}及び前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘの間の差が前もって定められた速度差閾値Ｖ_ＴＨ以上である場合に、第三の追跡対象の速度Ｖ_{ｆｒｏｎｔ}及び前もって定められた速度Ｖ_ｍａｘの間の差が前もって定められた速度差閾値Ｖ_ＴＨ以上であることの持続時間ｔ_２を計測するステップと、持続時間ｔ_２が前もって定められた第二の待機時間Ｔ_２よりも大きい場合に、移動環境情報は車両追随条件を満たしていないと決定づけるステップと、を含んでもよい。

この場合、現在の車線のホスト車両の前方の車両は、速度及び時間の組み合わせに対する車両追随条件を満たさず、ホスト車両が低速で長すぎる時間にわたって移動している。第二の待機時間Ｔ_２は前もって定められた低速移動時間制限である。

が成り立つ場合、持続時間ｔ_２を獲得するための時間計測が開始される。

実践では、ホスト車両が車線を変更する必要があるかどうか、つまり車線変更の必要性、は、第一に決定されるのが理解できる。ホスト車両が車線を変更する必要がある場合、ホスト車両が車線を候補車線に変更することが可能かどうか、つまり車線変更の可能性、が決定される。本開示の実施形態では、２つの決定操作の実行順は限定されておらず、当業者は２つの決定操作の実行順を実際の状況により設定することができるが、ここでは説明しない。

現在、車線変更制御は一般に、前方車両の移動状況に関するドライバの判断に基づいてドライバによりトリガーされ、その後ステアリングランプが点けられてシステムに車線変更操作を開始するよう促す。それゆえ、車線変更制御のトリガーは人間の関与を要求し、低い自律性につながる。別の現在の解決法では、車線変更制御のトリガーが車線変更の可能性に関する決定に基づいている。側方センサを通じて側方環境内に車線変更に打撃を与える物体が存在するかどうかを決定することで、その物体の存在に基づいて車線変更の可能性が決定される。しかしながら、検出された物体は明確に分割されたり、選択されたりしないため、物体追跡及び軌跡推測を実現するためのアルゴリズムは複雑である。本開示の実装において、ホスト車両を制御して車線を変更させる前に、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報が第一に取得され、その移動環境情報に基づいて、前もって定められた車線変更条件が満たされているかが決定される。前もって定められた車線変更条件は、車線を変更する必要があるかどうか及び車線を変更することが可能かどうか、つまり車線変更の必要性及び可能性を含む。車線変更の必要性は速度閾値及び車両追随時間閾値の組み合わせなどに基づいて決定され、異なる状況下での車線変更の必要性はまた異なったものとなる。車線変更の可能性は、３車線５物体のローカル環境モデルを組み、ローカル環境モデルの中で物体の動きを追跡及び予測することで決定され、安全な車線変更空間が保証される。前もって定められた車線変更条件が満足されているとき、ホスト車両は車線変更を実行するよう制御され、車線変更制御は、人間によりトリガーされる車線変更動作のかわりに、車線変更の必要性及び可能性のトリガー条件によりトリガーされる。車線変更制御方法は複雑な車線変更アルゴリズムを伴わずに前もって定められた動作を実行することのみにより実装されてもよく、実際の車線変更の過程に適用される車線変更制御方法は単純化される。

本開示の上記の実施形態により提供された車両車線変更制御方法に基づいて、本開示の実施形態により、車両車線変更制御デバイスも提供される。

本開示のある実施形態による車両車線変更制御デバイスの模式的な構造ダイアグラムである図９を参照する。本開示の実施形態による車両車線変更制御デバイスは規則変更モジュール１００と、ステアリング制御モジュール２００と、位置モニタリングモジュール３００と、位置決定モジュール４００と、を含む。

規則変更モジュール１００は、第一の制御規則をステアリング制御モジュール２００に送信し、かつ位置決定モジュール４００がホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たすと決定づけた場合には、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則をステアリング制御モジュール２００に送信する、ように設定されている。参照車線の線は、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する。

ステアリング制御モジュール２００は、規則変更モジュールから送信された第一の制御規則でホスト車両を近接する転入先車線へと移動するよう制御し、規則変更モジュールから送信された第二の制御規則でホスト車両を近接する転入先車線へと移動するよう制御する、ように設定されている。

位置モニタリングモジュール３００は、ホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係をリアルタイムなやり方で取得するように設定されている。

位置決定モジュール４００は位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定するように設定されている。

本開示の実施形態の可能な実装では、位置決定モジュール４００は、ホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えた場合に位置関係が前もって定められた変更規則を満たすと決定づけるか、又はホスト車両が転入先車線に完全に移動し、ホスト車両の進路及び参照車線の線の間の角が前もって定められた角度閾値よりも小さい場合に、位置関係が前もって定められた変更規則を満たしていると決定づける、ように設定されている。

例として、規則変更モジュール１００は、ホスト車両の速度を取得し、速度に対応する車線変更規則を決定するよう設定されている。車線変更規則は、ホスト車両がその速度でドライバにより運転されたときに実際に実行される車線変更操作及び車線変更環境に基づいて予め決定され、車線変更規則は第一の制御規則及び第二の制御規則を含む。

注意するべきは、車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値及びハンドルのステアリング角速度を含むか、車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値、ハンドルのステアリング角速度及びハンドルのステアリング角度維持時間を含むということである。

本開示の実施形態によると、ホスト車両を車線を変更するよう制御する過程の間、ホスト車両は第一に第一の制御規則により近接する転入先車線へと移動するよう制御され、ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係がリアルタイムなやり方で取得され、かつ位置関係が前もって定められた変更規則を満たしているかが決定される。位置関係が前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけられる場合、ホスト車両を制御するための制御規則は、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則に変更され、結果として、ホスト車両のための実際の車線変更制御規則は、車線内及び車線間のホスト車両の姿勢と組み合わせられる。ホスト車両の実際の位置及び参照車線の線の位置の間の関係に基づいて、車線変更制御規則は変更され、ホスト車両により実行される車線変更動作が制御される。車線変更の過程の間のホスト車両上のステアリング制御は実際の道路状況に従い、より正確でより実際の状況に即した車線変更結果が、仮想車線変更軌跡のために予め計画することなく獲得されることが保証される。加えて制御の過程の間、仮想車線変更軌跡のために予め計画することは不必要であり、車線変更軌跡に沿って車線を変更するために要求される複雑な制御アルゴリズム及び制御フローは放棄され、これにより、車線変更結果の正確さを保証しながらに、アルゴリズム及びフローの複雑さを減少させ、システムオーバーヘッドを軽減する。

本開示の実施形態による車両車線変更制御デバイスの模式的な構造図である図１０を参照する。図９と比較して、図１０で示された実施形態によりより詳細な車両車線変更制御デバイスが提供される。図９を基として、本開示のこの実施形態による車両車線変更制御デバイスはさらに、環境取得モジュール５００、第一の車線変更決定モジュール６０１及びトリガーモジュール７００を含む。

環境取得モジュール５００は、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報を取得するよう設定されている。移動環境情報は、ホスト車両の速度並びに、ホスト車両と同じ車線内の、及びホスト車両が位置する車線に近接する近接車線の、障害物の速度及び方向を含む。

第一の車線変更決定モジュール６０１は、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを、移動環境情報に基づいて決定するよう設定されている。候補車線はホスト車両が位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である。

トリガーモジュール７００は、第一の車線変更決定モジュール６０１がホスト車両はホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であると決定づけた場合に、規則変更モジュール１００を実行するようにトリガーするよう設定されている。

本開示の実施形態の可能な実装では、第一の車線変更決定モジュール６０１は、ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びに、ホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定するよう設定されている。第一の追跡対象は候補車線においてホスト車両の前方の障害物であり、第二の追跡対象は候補車線においてホスト車両の後方の障害物である。

例として、第一の車線変更決定モジュール６０１は取得サブモジュール、第一の決定サブモジュール、第二の決定サブモジュール、及び結果決定サブモジュールを含む。

取得サブモジュールは、ホスト車両のステアリングエントリーポイントを、ホスト車両の速度及び前もって定められた水平加速度閾値に基づいて取得するよう設定されている。ステアリングエントリーポイントはホスト車両及び候補車線の間の車線の線上に位置する。

第一の決定サブモジュールは、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であるかどうか、並びに、第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後のホスト車両の試算距離よりも大きいかどうかを決定するよう設定されている。試算距離は前もって定められたステアリング試算時間の間にホスト車両が移動する距離である。

第二の決定サブモジュールは、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であるかどうか、並びに第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいかどうかを決定するよう設定されている。

結果決定サブモジュールは、第一の決定するサブモジュールが、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、かつ第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離は第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいと決定づける場合に、前方車線変更条件が満たされていると決定づけるように、第二の決定するサブモジュールが、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度は０以下であり、かつ第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離は第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいと決定づける場合に、後方車線変更条件が満たされていると決定づけるように、並びに、前方車線変更条件及び後方車線変更条件の両方が満たされている場合に、第一の前もって定められた時間の後にホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であると決定づけるように、設定される。

本開示の実施形態の可能な実装では、車両車線変更制御デバイスはさらに第二の車線変更決定モジュール６０２及び／又は第三の車線変更決定モジュール６０３を含む。

第二の車線変更決定モジュール６０２は、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要があるかどうかを、グローバル経路計画に基づいて決定するように設定されている。グローバル経路計画は車線終端認識及びナビゲーション経路認識を含む。

第三の車線変更決定モジュール６０３は、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するよう設定されている。

トリガーモジュール７００は、第一の車線変更決定モジュール６０１が、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することは可能であると決定づけ、かつ、以下の２つのケースの少なくともいずれか１つが発生する場合に、規則変更モジュール１００を実行するようにトリガーするよう設定されている。２つのケースは、第二の車線変更決定モジュール６０２がホスト車両はホスト車両の位置する車線から候補車線へと変更することが必要であると決定づける一方のケース及び、第三の車線変更決定モジュール６０３が移動環境情報は前もって定められた車両追随条件を満たさないと決定づける他方のケースを含む。

実践では、第三の車線変更決定モジュール６０３は、少なくとも以下の３つの実装のやり方を持つ。

第一の実装のやり方では、第三の車線変更決定モジュール６０３は、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さいかどうか、並びに、第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定するように、並びに、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さく、かつ第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、移動環境情報は車両追随条件を満たさないと決定づけるよう設定されている。第三の追跡対象は、ホスト車両と同じ車線におけるホスト車両の前方の障害物である。

第二の実装のやり方では、第三の車線変更決定モジュール６０３は、ホスト車両の速度及び第三の追跡対象の速度の両方が０である場合に、ホスト車両が動かない休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上であるかどうかを決定するように、並びに、ホスト車両の休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上である場合に、移動環境情報は車両追随条件を満たさないと決定づけるように、設定されている。

第三の実装のやり方では、第三の車線変更決定モジュール６０３は、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さいかどうか、並びに、第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定するように、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さく、かつ第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である持続時間を計測するように、並びに、その持続時間が前もって定められた第二の待機時間よりも大きい場合に移動環境情報は車両追随条件を満たさないと決定づけるように、設定されている。

本開示の実施形態では、ホスト車両を車線を変更するよう制御する前に、ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報が第一に取得され、前もって定められた車線変更条件が満たされているかどうかが移動環境情報に基づいて決定される。前もって定められた車線変更条件は、車線を変更する必要があるかどうか及び車線を変更することが可能かどうか、つまり、車線変更の必要性と可能性を含む。車線変更の必要性は速度閾値及び車両追随時間閾値の組み合わせ及びそれに類するものに基づいて決定され、異なる状況下での車線変更の必要性は異なる。車線変更の可能性は３車線５物体のローカル環境をモデル化し、ローカル環境モデルの中の物体の動きを追跡及び予測することによって決定され、安全な車線変更スペースが保証される。前もって定められた車線変更条件が満たされるとき、ホスト車両は車線変更を実行するよう制御され、車線変更制御は、人間によってトリガーされる車線変更動作のかわりに、必要性及び可能性のトリガー条件によってトリガーされる。車線変更制御方法は、複雑な車線変更アルゴリズムを伴わずに前もって定められた動作を実行することのみにより実装可能であり、実際の車線変更の過程で適用される車線変更制御方法は単純化される。

上記の実施形態により提供される車両車線変更制御方法及び車両車線変更制御デバイスに基づいて、本開示の実施形態によりコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も提供される。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体はコンピュータプログラムとともに格納されており、そのコンピュータプログラムはプロセッサにより実行されたとき、前述の実施形態で説明された車両車線変更制御方法をプロセッサに実行させる。

上記の実施形態により提供される車両車線変更制御方法及び車両車線変更制御デバイスに基づいて、本開示の実施形態により車両制御装置も提供される。車両制御装置は、メモリ及びプロセッサを含む。メモリはプログラムコードを記憶し、プロセッサにそのプログラムコードを送信するよう設定されている。プロセッサはメモリに記憶されたプログラムの命令に従って、前述の実施形態で説明された車両車線変更方法を実行するよう設定されている。

注意するべきは、本開示の実施形態は前進的なやり方で説明され、各実施形態は他の実施形態との差異を強調されていて、実施形態の同一又は類似の要素は互いに参照され得るということである。実施形態により開示されるデバイス又は関連装置は実施形態により開示される方法に対応するため、デバイス又は関連装置の解説は概略であり、関連事項のためには、方法の説明を参照してもよい。

また注意するべきは、この中の「第一」及び「第二」といった関係的用語は、あるエンティティ又は操作を他のエンティティ又は操作と区別するために用いられているに過ぎず、必ずしもこれらの物又は操作の間に実際の関係又は順番があることを要求又は示唆するものではない。さらに、単語「含む」「内包する」又は他の変形は、排他的でない「含む」をカバーすることを意図しており、一連の要素を含む過程、方法、物体又はデバイスは、その要素を含むだけでなく、明確には列挙されていない要素をも含み、又は過程、方法、物体若しくはデバイスの固有の要素をも含む。さらなる限定を伴わず、「１つの〜を含む」という文で定義された要素は、その過程、方法、物体又はデバイスに、説明された要素を含む他の同一の要素も存在する場合を除外するものではない。

この中で開示された実施形態を交えて説明された方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュール、又はその組み合わせにより直接実装され得る。ソフトウェアモジュールはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電子プログラマブルＲＯＭ、電子消去可能プログラマブルＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は該当分野でよく知られた他の形の記憶媒体に配置され得る。

上で説明されたものは本開示の好適な実施形態に過ぎず、いずれの形でも本開示を定義することを意図したものではない。本開示は上で説明された好適な実施形態により開示されているが、それらの実施形態は開示を限定することを意図したものではない。本開示の技術的解決には、数々の代替、変更及び均等が、本開示の範囲から逸脱することなく、この中で開示された技術的要素の観点から、当業者により施され得る。従って、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の技術的本質による上記実施形態に施されたいずれの代替、変更及び均等も、本開示の保護範囲に含まれるべきである。

Claims

車両車線変更制御方法であって、
第一の制御規則によりホスト車両を近接する転入先の車線に移動するよう制御するステップと、
ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係をリアルタイムなやり方で取得するステップと、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定するステップと、及び、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たす場合に、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則によりホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するステップと、
を含み、
第一の制御規則によりホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御する前に、さらに、
ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報であって、ホスト車両の速度並びに、ホスト車両と同一の車線及びホスト車両が位置する車線に近接する近接車線にある障害物の速度及び方向を含む、移動環境情報を取得するステップと、及び、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線をホスト車両の位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である候補車線へと変更することが可能かどうかを、移動環境情報に基づいて決定するステップと、
を含み、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能である場合に、ホスト車両が第一の制御規則により近接する転入先車線に移動されるよう制御され、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定するステップが、
候補車線においてホスト車両の前方にある障害物を第一の追跡対象、候補車線においてホスト車両の後方にある障害物を第二の追跡対象とし、ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びにホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定するステップを含み、
ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びにホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定するステップが、
ホスト車両の速度及び前もって定められた水平加速度閾値に基づいて、ホスト車両及び候補車線の間の車線の線上に位置する、ホスト車両のステアリングエントリーポイントを取得するステップと、
前もって定められたステアリング試算時間の間にホスト車両が移動する距離を試算距離として、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であるかどうか、並びに、第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後のホスト車両の試算距離よりも大きいかどうかを決定し、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、かつ第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きい場合に、前方車線変更条件を満たすと決定づけるステップと、
第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であるかどうか、並びに、第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が、第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいかどうかを決定するステップであって、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であり、かつ第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きい場合に、後方車線変更条件を満たすと決定づけるステップと、及び、
前方車線変更条件及び後方車線変更条件の両方が満たされる場合に、第一の前もって定められた時間の後にホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することは可能であると決定づけるステップと、
を含む、
車両車線変更制御方法。
請求項１に記載の車両車線変更制御方法であって、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定するステップが、
ホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えている場合に、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけるステップか、又は、
ホスト車両が完全に転入先車線へと移動し、かつホスト車両の進路及び参照車線の線の間の角が前もって定められた角度閾値より小さい場合に、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけるステップか、
を含む、
車両車線変更制御方法。
請求項１に記載の車両車線変更制御方法であって、
第一の制御規則及び第二の制御規則を決定するステップが、
ホスト車両の速度を取得するステップと、及び、
その速度に対応する車線変更規則を決定するステップであって、車線変更規則はホスト車両がその速度でドライバにより運転されている時に実際に実行される車線変更操作及び車線変更環境に基づいて予め決定され、かつ車線変更規則が第一の制御規則と第二の制御規則を含むステップと、
を含む、
車両車線変更制御方法。
請求項３に記載の車両車線変更制御方法であって、
車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値及びハンドルのステアリング角速度を含むか、又は、
車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値、ハンドルのステアリング角速度及びハンドルのステアリング角度維持時間を含む、
車両車線変更制御方法。
車両車線変更制御方法であって、
第一の制御規則によりホスト車両を近接する転入先の車線に移動するよう制御するステップと、
ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係をリアルタイムなやり方で取得するステップと、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たすかどうかを決定するステップと、及び、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たす場合に、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則によりホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するステップと、
を含み、
第一の制御規則によりホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御する前に、さらに、
ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報であって、ホスト車両の速度並びに、ホスト車両と同一の車線及びホスト車両が位置する車線に近接する近接車線にある障害物の速度及び方向を含む、移動環境情報を取得するステップと、及び、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線をホスト車両の位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である候補車線へと変更することが可能かどうかを、移動環境情報に基づいて決定するステップと、
を含み、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能である場合に、ホスト車両が第一の制御規則により近接する転入先車線に移動されるよう制御され、
ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報を取得した後、方法がさらに、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要があるかどうかを、車線終端認識及びナビゲーション経路認識を含むグローバル経路計画に基づいて決定するステップと、及び、
移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するステップと、
を含む決定操作のうち少なくとも１つを実行するステップを含み、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であり、かつホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要がある一方のケース及び移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たさない他方のケースを含む２つのケースの少なくとも１つが発生する場合に、ホスト車両が第一の制御規則により近接する転入先車線へと移動するよう制御され、
移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するステップは、
第三の追跡対象をホスト車両と同じ車線においてホスト車両の前方にある障害物として、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度より小さいかどうか、並びに第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定し、及び、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度より小さく、かつ第三の追跡対象の速度と前もって定められた速度との差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるステップか、
ホスト車両及び第三の追跡対象の速度の両方が０である場合に、ホスト車両が移動しない休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上であるかどうかを決定し、ホスト車両の休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるステップか、又は、
第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さいかどうか、並びに第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定し、及び、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さくかつ第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である場合には、第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である持続時間を計測し、及び持続時間が前もって定められた待機時間よりも大きい場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるステップか、
を含む、
車両車線変更制御方法。
車両車線変更制御デバイスであって、
第一の制御規則をステアリング制御モジュールに送信するように、並びに、位置決定モジュールが、ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たすと決定づける場合に、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則をステアリング制御モジュールに送信するように、設定された、規則変更モジュールと、
規則変更モジュールによって送られた第一の制御規則によってホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するように、並びに、規則変更モジュールによって送られた第二の制御規則によって、ホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するように設定された、ステアリング制御モジュールと、
リアルタイムなやり方でホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係を取得するように設定された、位置モニタリングモジュールと、及び、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たしているかどうかを決定するように設定された、位置決定モジュールと、を含み、
さらに、
ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報であって、ホスト車両の速度並びに、ホスト車両と同一の車線及びホスト車両が位置する車線に近接する近接車線にある障害物の速度及び方向を含む、移動環境情報を取得するように設定された、環境取得モジュールと、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線をホスト車両の位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である候補車線へと変更することが可能かどうかを移動環境情報に基づいて決定するように設定された第一の車線変更決定モジュールと、及び、
第一の車線変更決定モジュールは、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であると決定づけた場合にトリガーし、規則変更モジュールを実行するように設定されたトリガーモジュールと、
を含み、
前記第一の車線変更決定モジュールは、
候補車線においてホスト車両の前方にある障害物を第一の追跡対象、候補車線においてホスト車両の後方にある障害物を第二の追跡対象とし、ホスト車両、第一の追跡対象及び第二の追跡対象の速度、並びにホスト車両から第一の追跡対象及び第二の追跡対象までの距離に基づいて、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能かどうかを決定するように設定され、
第一の車線変更決定モジュールは、
ホスト車両の速度及び前もって定められた水平加速度閾値に基づいて、ホスト車両及び候補車線の間の車線の線に位置する、ホスト車両のステアリングエントリーポイントを取得するように設定された取得サブモジュールと、
前もって定められたステアリング試算時間の間にホスト車両が移動する距離を試算距離として、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であるかどうか、並びに、第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後にホスト車両の試算距離よりも大きいかどうかを決定するように設定された第一の決定サブモジュールと、
第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であるかどうか、並びに、第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいかどうかを決定するように設定された第二の決定サブモジュールと、及び
結果決定サブモジュールであって、
第一の決定サブモジュールが、第一の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以上であり、かつ第一の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいと決定づけた場合に、前方車線変更条件を満たしていると決定づけるように、
第二の決定サブモジュールが、第二の追跡対象のホスト車両に対する相対速度が０以下であり、かつ第二の追跡対象及びステアリングエントリーポイントの間の距離が第一の前もって定められた時間の後の試算距離よりも大きいと決定づけた場合には後方車線変更条件を満たしていると決定づけるように、及び、
前方車線変更条件及び後方車線変更条件の両方が満たされている場合に、第一の前もって定められた時間の後にホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することは可能であると決定づけるように、
設定された、結果決定サブモジュールと、を含む、
車両車線変更制御デバイス。
請求項６に記載の車両車線変更制御デバイスであって、
前記位置決定モジュールは、ホスト車両の両方の前輪がすべて参照車線の線を越えている場合に、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけるように、又は、
ホスト車両が完全に転入先車線へと移動し、かつホスト車両の進路及び参照車線の線の間の角が前もって定められた角度閾値より小さい場合に、位置関係は前もって定められた変更規則を満たしていると決定づけるように、設定された、
車両車線変更制御デバイス。
請求項７に記載の車両車線変更制御デバイスであって、
規則変更モジュールは、
ホスト車両の速度を取得するように、及び、
その速度に対応する車線変更規則であって、その車線変更規則はホスト車両がその速度及び車線変更環境においてドライバにより運転される時に実際に実行される車線変更操作に基づいて予め決定され、かつその車線変更規則は第一の制御規則と第二の制御規則を含む、車線変更規則を決定するように、
設定された、
車両車線変更制御デバイス。
請求項８に記載の車両車線変更制御デバイスであって、
車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値及びハンドルのステアリング角速度を含むか、又は、
車線変更規則がハンドルのステアリング角度閾値、ハンドルのステアリング角速度及びハンドルのステアリング角度持続時間を含む、
車両車線変更制御デバイス。
車両車線変更制御デバイスであって、
第一の制御規則をステアリング制御モジュールに送信するように、並びに、位置決定モジュールが、ホスト車両と、ホスト車両及び転入先車線の間に位置する参照車線の線との間の位置関係が前もって定められた変更規則を満たすと決定づける場合に、前もって定められた変更規則に対応する第二の制御規則をステアリング制御モジュールに送信するように、設定された、規則変更モジュールと、
規則変更モジュールによって送られた第一の制御規則によってホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するように、並びに、規則変更モジュールによって送られた第二の制御規則によって、ホスト車両を近接する転入先車線に移動するよう制御するように設定された、ステアリング制御モジュールと、
リアルタイムなやり方でホスト車両及び参照車線の線の間の位置関係を取得するように設定された、位置モニタリングモジュールと、及び、
位置関係が前もって定められた変更規則を満たしているかどうかを決定するように設定された、位置決定モジュールと、を含み、
さらに、
ホスト車両の周囲環境に関する移動環境情報であって、ホスト車両の速度並びに、ホスト車両と同一の車線及びホスト車両が位置する車線に近接する近接車線にある障害物の速度及び方向を含む、移動環境情報を取得するように設定された、環境取得モジュールと、及び、
ホスト車両がホスト車両の位置する車線をホスト車両の位置する車線に近接する左近接車線又は右近接車線である候補車線へと変更することが可能かどうかを移動環境情報に基づいて決定するように設定された第一の車線変更決定モジュールと、及び、
第一の車線変更決定モジュールが、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であると決定づけた場合にトリガーし、規則変更モジュールを実行するように設定されたトリガーモジュールと、
を含み、
さらに第二の車線変更決定モジュール及び第三の車線変更決定モジュールのうち少なくとも１つを含み、
第二の車線変更決定モジュールは、ホスト車両がホスト車両の位置する車線を変更する必要があるかどうかを、車線終端認識及びナビゲーション経路認識を含むグローバル経路計画に基づいて決定するように設定され、
第三の車線変更決定モジュールは、移動環境情報が前もって定められた車両追随条件を満たすかどうかを決定するように設定され、
トリガーモジュールは、第一の車線変更決定モジュールがホスト車両はホスト車両の位置する車線を候補車線へと変更することが可能であると決定づけ、かつ第二の車線変更決定モジュールがホスト車両はホスト車両の位置する車線を変更することは必要であると決定づける一方のケース、及び、第三の車線変更決定モジュールが移動環境情報は前もって定められた車両追随条件を満たさないと決定づける他方のケースを含む２つのケースのうち少なくとも１つが発生する場合に、トリガーして規則変更モジュールを実行するように設定され、
第三の車線変更決定モジュールが、
第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さいかどうか、並びに第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定し、及び、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さく、かつ第三の追跡対象の速度と前もって定められた速度との差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるように、
ホスト車両の速度及び第三の追跡対象の速度の両方が０である場合に、ホスト車両が動かない休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上であるかどうかを決定し、及び、ホスト車両の休止時間が前もって定められた第一の待機時間以上である場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるように、又は、
第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度より小さいかどうか、並びに第三の追跡対象及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上であるかどうかを決定し、及び、第三の追跡対象の速度が前もって定められた速度よりも小さく、かつ第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値以上である場合に、第三の追跡対象の速度及び前もって定められた速度の間の差が前もって定められた速度差閾値よりも大きい持続時間を計測し、及び、持続時間が前もって定められた第二の待機時間よりも大きい場合に、移動環境情報が車両追随条件を満たさないと決定づけるように、
設定された、
車両車線変更制御デバイス。
コンピュータプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
コンピュータプログラムはプロセッサにより実行されるとプロセッサに請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両車線変更制御方法を実行させる
記憶媒体。
車両制御装置であって、
プログラムコードを記憶し、そのプログラムコードをプロセッサに送信するように設定されたメモリと、
プログラムコードの命令に従って請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両車線変更制御方法を実行するように設定されたプロセッサと、
を含む、
車両制御装置。