JP7231111B2 - 走行軌道生成装置および走行軌道生成方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

この出願は、２０２０年３月１６日に日本に出願された特許出願第２０２０－０４５５７１号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。

走行軌道生成装置および走行軌道生成方法に関し、特に、無車線区間において走行軌道を生成する技術に関する。

車両が走行中の車線を区画する車線区画線を基準にして、車両の走行を制御（以下、車線参照制御）する技術が知られている。車線参照制御では、車線区画線を参照して車両が走行する走行軌道を生成する。そして、生成した走行軌道をもとに車両制御を行う。

交差点内は車線区画線がない領域である。特許文献１には、交差点内を走行するための走行軌道を生成する装置が開示されている。特許文献１に開示された装置は、実際に車両が交差点内を走行したときの軌跡の両端を、進入側車線ネットワークと退出側車線ネットワークに合わせ込んでいる。

特開２０１９－１２５２４４号公報

車線参照制御を行うには、車両の左右両側に、走行中の車線を区画する車線区画線が存在することが望まれる。交差点内は、車両が右左折することもあるので、車線参照制御を実行する領域ではない。しかし、車線参照制御を実行することが望まれるにも関わらず、参照する車線区画線が存在しない領域がある。たとえば、分岐、合流領域などである。分岐、合流領域は車線数が増減するために、一旦、車線区画線が途切れる領域が存在する。また、料金所手前では道路幅が広がる領域が存在することがあり、そのような領域でも、車線区画線が存在しない。また、車線数の増減がなくても、道路長手方向の一部に、車線区画線が存在しない領域が存在することもある。

左右少なくともいずれかの車線区画線がないので、車線区画線により車線が規定されていない区間を、以下、無車線区間とする。この無車線区間に対して特許文献１に開示された技術を適用して、実際に車両が走行したときの軌跡を地図データに含ませておき、その軌跡を走行軌道とすることが考えられる。しかし、無車線区間に対して、実際に車両が走行したときの軌跡を地図データに含ませるとすれば、地図データ容量が多くなりすぎる。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、地図データ容量の増加を抑制しつつ無車線区間における走行軌道を生成する走行軌道生成装置および走行軌道生成方法を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための走行軌道生成装置に係る１つの開示は、
地図データにおいて、道路の幅方向の左右少なくともいずれかの車線区画線が存在しないために車線区画線により車線が規定されない区画である無車線区間の進入点および退出点を特定する点特定部と、
点特定部が特定した進入点の側方から退出点の側方まで道路長手方向に連続する車線規定線を検索する検索部と、
検索部による検索の結果として検出した車線規定線をもとにして、進入点および退出点に対応する無車線区間の進入側の車線区画線と退出側の車線区画線とを連結する仮想区画線を生成する仮想区画線生成部と、
仮想区画線に基づいて、車両が走行する予定の軌道である走行軌道を生成する走行軌道生成部と、
を備え、
検索部は、地図データを検索対象として、車線規定線を、進入点および退出点の道路幅方向に検索し、
検索部は、進入点に最も近い車線区画線と退出点に最も近い車線区画線が同じ車線区画線であるか否かを判断し、
仮想区画線生成部は、進入点に最も近い車線区画線と退出点に最も近い車線区画線が同じ車線区画線である場合には、その車線区画線を用いて仮想区画線を生成する走行軌道生成装置である。

この走行軌道生成装置は、無車線区間の進入点および退出点を特定し、その進入点および退出点をもとに仮想区画線を生成するための車線規定線を検索し、検索した車線規定線に基づいて無車線区間の進入側の車線区画線と退出側の車線区画線とを連結する仮想区画線を生成する。

走行軌道生成部は、この仮想区画線を実際に存在する車線区画線と同様に扱って走行軌道を生成する。したがって、無車線区間があっても、実際に車線区画線がある区間と同様にして走行軌道を生成することができる。そして、地図データに仮想区画線を記憶していないので、地図データ容量の増加を抑制することもできる。

上記目的を達成するための走行軌道生成方法に係る１つの開示は、上記走行軌道生成装置が実行する方法であり、
地図データにおいて、道路の幅方向の左右少なくともいずれかの車線区画線が存在しないために車線区画線により車線が規定されない区画である無車線区間の進入点および退出点を特定し、
特定した進入点の側方から退出点の側方まで道路長手方向に連続する車線規定線を検索し、
検索の結果として検出した車線規定線をもとにして、進入点および退出点に対応する無車線区間の進入側の車線区画線と退出側の車線区画線とを連結する仮想区画線を生成し、
仮想区画線に基づいて、車両が走行する予定の軌道である走行軌道を生成し、
地図データを検索対象として、車線規定線を、進入点および退出点の道路幅方向に検索し、
進入点に最も近い車線区画線と退出点に最も近い車線区画線が同じ車線区画線であるか否かを判断し、
進入点に最も近い車線区画線と退出点に最も近い車線区画線が同じ車線区画線である場合には、その車線区画線を用いて仮想区画線を生成する、走行軌道生成方法である。

車両制御装置１００を含む車両制御システム１０の構成を示す図である。 無車線区間ＮＬＳ、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを例示する図である。 図１の地図上位置推定部１６３が実行する処理を示す図である。 図１の地図走路生成部１６４が実行する処理を示す図である。 無車線区間制御を実行すると決定した場合に実行する処理を示す図である。 図５のＳ３３の詳細処理を示す図である。 図２のとは別の無車線区間ＮＬＳを示す図である。 図２、図７とは別の無車線区間ＮＬＳを示す図である。 図５のＳ３４の詳細処理を示す図である。 走行制御部１６５が実行する処理を示す図である。 第２実施形態における点特定部の処理を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、走行軌道生成装置としても動作する車両制御装置１００を含む車両制御システム１０の構成を示す図である。車両制御システム１０は、車両３に搭載された車両制御装置１００と、車両３とは異なる場所に設置されたサーバ２０とを備えている。

［サーバ２０の構成］
サーバ２０は、地図記憶部２１と、通信部２２と、サーバ側制御部２３とを備えている。地図記憶部２１は書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を備えており、その記憶媒体には、高精度地図データが記憶されている。高精度地図データは、道路の長手方向の形状を表すデータに加えて、道路の幅方向の情報を表すデータも含んでいる。道路の幅方向の情報には、車線数、車線区画線Ｌの位置、車線区画線Ｌの種類、道路標示、道路端線などを表す情報が含まれる。

さらに、本実施形態では、この高精度地図データは、無車線区間ＮＬＳの進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴの座標を含んでいる。無車線区間ＮＬＳは、左右少なくともいずれかの車線区画線Ｌがないので、車線区画線Ｌでは車線の位置を規定できない区間である。なお、破線、道路鋲などの車線を規定するための道路標示が規定の間隔で連続している区間は車線区画線Ｌがあるとする。また、無車線区間ＮＬＳは、道路長手方向の前後には左右両側に車線区画線Ｌがある領域があり、道路長手方向の前後にある車線区画線Ｌから、車線を推定することはできる区間である。無車線区間ＮＬＳは、その推定した車線において、左右少なくともいずれかの車線区画線Ｌがない区間である。

図２に、無車線区間ＮＬＳ、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを例示する。無車線区間ＮＬＳでは、左右少なくともいずれかの車線区画線Ｌがないので、車線区画線Ｌがあっても、その車線区画線Ｌに隣接する車線区画線Ｌあるいは道路境界線との間の距離が、車線幅以上になっている。

図２において、車両３が示されている位置の左右には、車線幅の間隔で車線区画線Ｌ１、Ｌ３が存在するが、車両３の進行方向に向かって左側の車線区画線Ｌ１が、他方の車線区画線Ｌ３から離れる側に湾曲している。そのため、道路に沿った座標であるｙ座標において、ｙ１から無車線区間ＮＬＳになる。ｙ座標がｙ２になると車線区画線Ｌ２が標示され、ｙ２において無車線区間ＮＬＳは終了する。

進入点ＰＩＮの道路長手方向における位置は、無車線区間ＮＬＳに入る所定距離前から無車線区間ＮＬＳに入る位置までの任意の位置である。所定距離は、数メートルから数十メートル程度である。進入点ＰＩＮの道路幅方向の位置は、車線の幅方向の中央あるいはその付近である。

退出点ＰＯＵＴの道路長手方向における位置は、無車線区間ＮＬＳを出る位置から無車線区間ＮＬＳを出た後の所定距離までの任意の位置である。所定距離は、進入点ＰＩＮの場合と同じである。退出点ＰＯＵＴの道路幅方向の位置は、道路の幅方向の中央あるいはその付近である。図２では道路が分岐するので、退出点ＰＯＵＴは、ＰＯＵＴ_ＡとＰＯＵＴ_Ｂの２つの退出点ＰＯＵＴが示されている。

通信部２２は広域無線通信が可能な通信部である。サーバ側制御部２３は、少なくとも１つのプロセッサを備えた構成である。たとえば、サーバ側制御部２３は、プロセッサ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。サーバ側制御部２３は、地図記憶部２１および通信部２２を制御する。たとえば、サーバ側制御部２３は、地図記憶部２１から車両制御装置１００に送信する高精度地図データを抽出し、抽出した高精度地図データを通信部２２から車両制御装置１００に送信する。

［車両制御装置１００の構成］
車両制御装置１００は、カメラ１１０、車両挙動センサ１２０、ＧＮＳＳ受信器１３０、通信部１４０、記憶部１５０、制御部１６０を備えている。これらは車両３に搭載されている。カメラ１１０は、画像処理を経て車両３の周辺に存在する物体を検出する。カメラ１１０により検出する物体としては、路面に描かれた車線区画線Ｌ、道路端線などがある。カメラ１１０に代えて、あるいはカメラ１１０に加えて、ＬＩＤＡＲなど他の装置が、車両３の周辺に存在する物体を検出するために備えられていてもよい。

車両挙動センサ１２０は、速度センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサを含んでいる。速度センサは車両３の速度を検出する。加速度センサは、車両３に作用する加速度を検出する。加速度センサに検出値により、車両３の前後方向の加速度と車両３のヨー角などを検出する。

ＧＮＳＳ受信器１３０は、衛星航法システムであるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が備える航法衛星が送信する航法信号を受信し、受信した航法信号に基づいて現在位置を逐次算出する。

通信部１４０は、広域通信が可能である。通信部１４０は、サーバ２０が備える通信部２２との間で広域無線通信を行うことができる。

記憶部１５０は、フラッシュメモリなどの書き込み可能な記憶媒体を備えており、サーバ２０からダウンロードした高精度地図データを記憶する。

制御部１６０は、少なくとも１つのプロセッサを備えた構成により実現できる。たとえば、制御部１６０は、プロセッサ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。不揮発性メモリには、汎用的なコンピュータを制御部１６０として作動させるためのプログラムが格納されている。プロセッサが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することで、制御部１６０は、現在位置決定部１６１、地図管理部１６２、地図上位置推定部１６３、地図走路生成部１６４、走行制御部１６５として作動する。これらの作動が実行されることは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。プログラムに対応する方法には、走行軌道生成方法が含まれる。

現在位置決定部１６１は、ＧＮＳＳ受信器１３０が決定した現在位置を逐次取得することで、車両３の現在位置を逐次決定する。なお、車両３の現在位置は、ＧＮＳＳ受信器１３０を用いた衛星航法以外の方法により決定することもできる。たとえば、車両挙動センサ１２０が検出した車両挙動に基づく自律航法や、自律航法とＧＮＳＳ受信器１３０を用いる衛星航法とを組み合わせたハイブリッド航法により現在位置を逐次決定してもよい。

地図管理部１６２は、記憶部１５０に記憶されている高精度地図データを管理する。地図管理部１６２は、一定距離を走行する毎に現在位置決定部１６１が決定した現在位置に基づいて定まる範囲の高精度地図データを、通信部１４０を介してサーバ２０からダウンロードする。そして、ダウンロードした高精度地図データを記憶部１５０に記憶する。すでに記憶部１５０に高精度地図データが記憶されている場合には、記憶部１５０に記憶されている高精度地図データを、ダウンロードした今回の高精度地図データに更新する。

地図上位置推定部１６３は、高精度地図上での車両３の現在位置を推定する。図３に地図上位置推定部１６３が実行する処理を示している。地図上位置推定部１６３は、図３に示す処理を数十ミリ～数百ミリ程度に設定された位置推定周期で実行する。

ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１１では、現在位置決定部１６１から車両３の現在位置を取得する。Ｓ１２では、サーバ２０からダウンロードされて記憶部１５０に記憶されている高精度地図データから、現在位置を含む進行方向の所定の範囲の高精度地図データを抽出する。抽出したデータはＲＡＭに記憶する。なお、Ｓ１２の処理は、位置推定周期よりも長い周期で実行してもよい。

Ｓ１３では、カメラ１１０が撮像した画像データなど、車両３の周辺を認識したデータを取得する。Ｓ１４では、Ｓ１２で抽出した高精度地図データと、Ｓ１３で取得した周辺認識データとを照合することで、高精度地図データ上での車両３の現在位置を推定する。推定した現在位置は、車線区画線Ｌに対する車両３の相対位置を定めることができる精度である。

地図走路生成部１６４は、高精度地図上に車両３の走行軌道を生成する。図４に地図走路生成部１６４が実行する処理を示している。地図走路生成部１６４は、予め設定された軌道生成周期ごとに図４に示す処理を実行する。軌道生成周期は、地図上位置推定部１６３が現在位置を推定する周期と同じ、あるいは、それよりも長い周期である。

Ｓ２１では、直近の走行予定道路を決定する。直近の走行予定道路は、車両３が現在位置から、走行軌道の長さあるいはそれよりも少し長い程度進むときに走行する道路である。車両３が、直近の走行予定道路を決定するだけ走行しても、走行する道路が同じであれば、現在走行中の道路が直近の走行予定道路になる。車両３が直近の走行予定道路を決定するだけ走行する間に分岐点がある場合であって、経路案内中であれば、案内経路に沿って進行するとして、直近の走行予定道路を決定する。車両３が直近の走行予定道路を決定するだけ走行する間に分岐点がある場合であって、経路案内が実行されていなければ、分岐する道路それぞれを通る複数の走行予定道路を決定する。

Ｓ２２は無車線区間判断部としての処理である。Ｓ２２では、高精度地図データおよび高精度地図上での車両３の位置を参照して、Ｓ２１で決定した走行予定道路を走行すると、無車線区間ＮＬＳがあるかどうかを判断する。Ｓ２２の判断結果がＮＯであればＳ２３に進む。

Ｓ２３では、車線参照制御において有車線制御を実行することに決定する。有車線制御は通常の車線参照制御であって、車両３が走行する車線の左右両方に車線区画線Ｌが存在する場合に実行する制御である。有車線制御は、車両３が走行している車線の左右両側にある車線区画線Ｌをカメラ１１０などの車載センサ類により検出し、左右両側の車線区画線Ｌを基準に車両３が走行する道路幅方向位置を決定する制御である。

Ｓ２２の判断結果がＹＥＳであればＳ２４に進む。Ｓ２４では、車線参照制御において、無車線区間制御を実行することに決定する。無車線区間制御は、無車線区間ＮＬＳに対して仮想区画線ＶＬを生成し、その仮想区画線ＶＬを車線区画線Ｌの代わりに用いて車線参照制御を行う制御である。

Ｓ２３またはＳ２４を実行した場合にはＳ２５に進む。Ｓ２５は走行軌道生成部としての処理である。Ｓ２５では、車両３が走行している車線の両側に存在する車線区画線Ｌまたは仮想区画線ＶＬを参照し、車両３が走行する予定の走行軌道を生成する。走行軌道は、たとえば、車両３が走行している車線の両側に存在する車線区画線Ｌまたは仮想区画線ＶＬの道路幅方向中心線とすることができる。走行軌道の長さは、たとえば、数十メートル～数百メートルである。

無車線区間制御を実行することに決定した場合には、図５に示す処理を実行する。図５においてＳ３１は点特定部としての処理である。Ｓ３１では、地図上位置推定部１６３がＳ１２で抽出した高精度地図データを参照して、無車線区間ＮＬＳの進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴの座標を特定する。退出点ＰＯＵＴについては、図２に示されるように、複数存在することがある。参照する高精度地図データに複数の退出点ＰＯＵＴがある場合であって、Ｓ２１で決定した走行予定道路が複数ある場合には、走行予定道路ごとに退出点ＰＯＵＴの座標を特定する。

Ｓ３３は検索部としての処理であり、高精度地図データを検索対象として、変換用の車線規定線を検索する。車線規定線は、車線の幅方向位置を規定する線であり、車線区画線Ｌと道路端線を含む。

Ｓ３３では、具体的には、図６に示す詳細処理を実行する。Ｓ３３１では、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌを決定する。なお、進入点ＰＩＮまたは退出点ＰＯＵＴと車線区画線Ｌとの距離は、進入点ＰＩＮまたは退出点ＰＯＵＴと車線区画線Ｌとの最短距離とする。すなわち、進入点ＰＩＮまたは退出点ＰＯＵＴを中心とする円が車線区画線Ｌと接するときのその円の半径が、進入点ＰＩＮまたは退出点ＰＯＵＴと車線区画線Ｌとの距離である。

進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴは、車線の両側に車線区画線Ｌがある位置に設定されている。したがって、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴに隣接する車線区画線Ｌは、それぞれ決定することができる。また、通常、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴは、車線の幅方向中央に設定されている。したがって、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴに隣接する車線区画線Ｌは、通常は、それぞれ２つずつ決定される。

Ｓ３３２では、Ｓ３３１で決定した進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌと退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌに、共通する車線区画線Ｌがあるかどうかを判断する。換言すれば、Ｓ３３１で決定した進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌのいずれかと、退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌのいずれかが同じであるかどうかを判断する。なお、進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌは、進入点ＰＩＮのある車線を規定する左右両側の車線区画線Ｌである。また、退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌは、退出点ＰＯＵＴのある車線を規定する左右両側の車線区画線Ｌである。Ｓ３３２の判断結果がＹＥＳであればＳ３３５に進み、その車線区画線Ｌを変換用の車線区画線Ｌとして採用することに決定する。

図２の例では、進入点ＰＩＮに隣接する車線区画線Ｌは車線区画線Ｌ１と車線区画線Ｌ３である。分岐を左方向に進行する場合には、退出点ＰＯＵＴ_Ａに隣接する車線区画線Ｌは、車線区画線Ｌ１と車線区画線Ｌ２である。この場合、車線区画線Ｌ１が、進入点ＰＩＮと退出点ＰＯＵＴ_Ａで共通する車線区画線Ｌになる。また、分岐を右方向に進行する場合には、車線区画線Ｌ３が進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴ_Ａの両方に共通する車線区画線Ｌになる。したがって、図２に示す例の場合には、Ｓ３３２の判断結果がＹＥＳになる。

図７に、別の無車線区間ＮＬＳを例示する。図７に示す無車線区間ＮＬＳは、有料道路の出口に存在する無車線区間ＮＬＳである。図７において、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６は車線区画線Ｌである。Ｓ３１の処理により、同図に示す進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴが特定されたとする。進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌは、車線区画線Ｌ１１と車線区画線Ｌ１５である。退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌは車線区画線Ｌ１２と車線区画線Ｌ１３である。したがって、進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌと退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌとに共通する車線区画線Ｌはないので、Ｓ３３２の判断結果はＮＯになる。Ｓ３３２の判断結果がＮＯである場合、Ｓ３３３に進む。

Ｓ３３３では、最も近いとした車線区画線Ｌであって、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴのうちの他方の点を通る道路幅方向線ＷＬと交差する車線区画線Ｌがあるか否かを判断する。進入点ＰＩＮに最も近いとした車線区画線Ｌであって退出点ＰＯＵＴを通る道路幅方向線ＷＬと交差する車線区画線Ｌがある、または、退出点ＰＯＵＴに最も近いとした車線区画線Ｌであって進入点ＰＩＮを通る道路幅方向線ＷＬと交差する車線区画線Ｌがある場合に、Ｓ３３３の判断結果がＹＥＳになる。図７の例では、車線区画線Ｌ１１が道路幅方向線ＷＬと交差する。したがって、図７の例ではＳ３３３の判断結果がＹＥＳになる。Ｓ３３３の判断結果がＹＥＳであれば、Ｓ３３５に進み、この車線区画線Ｌを、変換用の車線区画線Ｌとして採用することに決定する。

Ｓ３３３の判断結果もＮＯであればＳ３３４に進む。Ｓ３３４では、進入点ＰＩＮを通る道路幅方向線ＷＬと、退出点ＰＯＵＴを通る道路幅方向線ＷＬの両方と交差する車線区画線Ｌがあるか否かを判断する。図８に、図２、図７とは別の無車線区間ＮＬＳを例示する。

図８において、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６、Ｌ２７、Ｌ２８は車線区画線Ｌである。Ｓ３１の処理により、同図に示す進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴが特定されたとする。進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌは、車線区画線Ｌ２２と車線区画線Ｌ２３である。退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌは車線区画線Ｌ２５と車線区画線Ｌ２６である。図８の例でも、進入点ＰＩＮに最も近い車線区画線Ｌと退出点ＰＯＵＴに最も近い車線区画線Ｌとに共通する車線区画線Ｌはないので、Ｓ３３２の判断結果はＮＯになる。また、これらの車線区画線Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２５、Ｌ２６はＳ３３３の判断結果もＮＯになる。

したがって、図８の例の場合、Ｓ３３４を判断することになる。図８の例では車線区画線Ｌ２１が２本の道路幅方向線ＷＬと交差する車線区画線Ｌである。また、車線区画線Ｌ２８も２本の道路幅方向線ＷＬと交差する車線区画線Ｌである。このように、Ｓ３３４の判断結果がＹＥＳになる車線区画線Ｌが複数本ある場合、進入点ＰＩＮに近い車線区画線Ｌを採用する。または、退出点ＰＯＵＴに近い車線区画線Ｌを採用してもよい。

Ｓ３３４の判断結果がＮＯであればＳ３３６に進む。Ｓ３３６では、道路端線を、変換用の車線規定線として採用することに決定する。なお、道路端線は、左右２本存在するが、Ｓ３３６では、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴに近い側の道路端線を採用する。たとえば、図８の例において、車線区画線Ｌ２１、Ｌ２８が、車線区画線Ｌではなく道路端線であったとする。この場合、車線区画線Ｌ２１の位置にある道路端線を採用する。

説明を図５に戻す。Ｓ３３において変換用の車線規定線を検索したらＳ３４へ進む。Ｓ３４は仮想区画線生成部としての処理であり、仮想区画線ＶＬを生成する。Ｓ３４の処理は、図９に詳しく示す。図９において、Ｓ３４１では、仮想区画線ＶＬを接続する接続点ＰＣを決定する。接続点ＰＣは、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを道路幅方向に移動させて、進入点ＰＩＮと退出点ＰＯＵＴとの間で連続していない車線区画線Ｌと重なる位置とすることができる。また、その車線区画線Ｌにおいて無車線区間ＮＬＳ側の端点とすることもできる。図２には前者の場合の接続点ＰＣを例示している。図７には後者の場合の接続点ＰＣを例示している。

Ｓ３４２では、変換用の線分を決定する。変換用の線分は、Ｓ３３で検索した変換用の車線規定線のうち、Ｓ３４１で決定した接続点ＰＣを通る道路幅方向線ＷＬにより区切られる線分である。

Ｓ３４３では、Ｓ３４２で決定した変換用の線分を変換して、Ｓ３４１で決定した２つの接続点ＰＣの間を接続する仮想区画線ＶＬを決定する。変換処理には、たとえば、平行移動、回転移動、拡大縮小処理を用いる。拡大縮小には、縦方向および横方向の比率が同じである拡大縮小だけでなく、縦方向と横方向の比率が異なる拡大縮小を含ませることもできる。加えて、仮想区画線ＶＬの曲線が滑らかではない場合には、平滑化処理を加えてもよい。

図２、図７、図８には、それぞれ、Ｓ３４３で決定した仮想区画線ＶＬを記載している。なお、図２では、車線区画線Ｌ２の無車線区間ＮＬＳ側の端部が仮想区画線ＶＬよりも無車線区間ＮＬＳ側に突き出している。Ｌ２の仮想区画線ＶＬよりも無車線区間ＮＬＳ側に突き出している部分は、制御上は存在しないものとして扱う。

次に走行制御部１６５が実行する処理を説明する。走行制御部１６５は、車線参照制御を実行する。車線参照制御では、Ｓ２５で生成した走行軌道に沿って車両３が走行するように車両３を制御する。

図１０には、図４のＳ２４において無車線区間制御を実行すると決定した場合に走行制御部１６５が実行する処理を示している。

Ｓ４１では、車両３の現在位置および高精度地図データから、無車線区間ＮＬＳの開始点までの距離を算出する。Ｓ４２では、進入点ＰＩＮを通過したか否かを判断する。Ｓ４２の判断結果がＮＯであればＳ４１へ戻る。Ｓ４１からＳ４２を繰り返しているうちは、有車線制御を実行する。Ｓ４２の判断結果がＹＥＳになった場合にはＳ４３に進む。

Ｓ４３では、無車線区間制御、すなわち、無車線区間ＮＬＳに入る前に事前に設定してある仮想区画線ＶＬを車線区画線Ｌとして用いる走行制御を開始する。Ｓ４４では、車両３が退出点ＰＯＵＴを通過したか否かを判断する。Ｓ４４の判断結果がＮＯであれば無車線区間制御を継続しつつ、再度、Ｓ４４の判断を実行する。Ｓ４４の判断結果がＹＥＳになればＳ４５に進む。Ｓ４５では有車線制御に戻る。

〔実施形態のまとめ〕
以上、説明した本実施形態の車両制御装置１００は、無車線区間ＮＬＳの進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを特定し（Ｓ３１）、その進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴをもとに仮想区画線ＶＬを生成するための車線規定線を検索する（Ｓ３３）。そして、検索した車線規定線に基づいて無車線区間ＮＬＳの進入側の車線区画線Ｌと退出側の車線区画線Ｌとを接続する仮想区画線ＶＬを生成する（Ｓ３４）。

Ｓ２５では、この仮想区画線ＶＬを実際に存在する車線区画線Ｌと同様に扱って走行軌道を生成する。したがって、無車線区間ＮＬＳがあっても、実際に車線区画線Ｌがある区間と同様にして走行軌道を生成することができる。

また、この車両制御装置１００は、高精度地図データに仮想区画線ＶＬを記憶していないので、地図データ容量の増加を抑制することができる。

また、車両制御装置１００は、車両３の走行中に、車両３の走行予定道路に無車線区間ＮＬＳがあるかどうかを判断しており（Ｓ２２）、走行予定道路にある無車線区間ＮＬＳに対して仮想区画線ＶＬを生成する。このようにすることで、車両３が走行しない道路にある無車線区間ＮＬＳに対してまで仮想区画線ＶＬを生成する場合に比較して、演算量を軽減できる。

また、本実施形態では、高精度地図データに無車線区間ＮＬＳの進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴが格納されており、仮想区画線ＶＬを生成する際には、高精度地図データを参照して進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを特定している。したがって、走行中に進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを設定する処理が必要になる場合に比較して、迅速に仮想区画線ＶＬを生成することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、退出点ＰＯＵＴの特定の仕方が第１実施形態とは異なる。第１実施形態では、車両３が走行する道路に分岐があり、かつ、経路案内が実行されていなければ、分岐する道路それぞれを通る複数の走行予定道路を決定していた。そして、走行予定道路が複数ある場合には、走行予定道路ごとに退出点ＰＯＵＴの座標を特定し、特定した全部の退出点ＰＯＵＴに対して、仮想区画線ＶＬを生成していた。

これに対して、第２実施形態では、複数の退出点候補がある場合、複数の退出点候補から１つの退出点ＰＯＵＴを特定する。退出点候補は、ＶＬを生成するために、進入点ＰＩＮと組み合わせる退出点ＰＯＵＴの候補である。退出点候補は、進入点ＰＩＮが決まった場合、その進入点ＰＩＮと組み合わせることができる退出点ＰＯＵＴである。

進入点ＰＩＮと組み合わせることができる退出点ＰＯＵＴは、１つの無車線区間ＮＬＳを挟んで進入点ＰＩＮの反対側にある退出点ＰＯＵＴである。図２に示す２つの退出点ＰＯＵＴ_Ａ、ＰＯＵＴ_Ｂは、いずれも、図２に示す進入点ＰＩＮと組み合わせることができる退出点ＰＯＵＴである。図７、図８には、１つの退出点ＰＯＵＴしか示されていないが、それらの図に示されている退出点ＰＯＵＴの隣の車線にも退出点ＰＯＵＴは存在する。たとえば、図７において、車線区画線Ｌ１１、Ｌ１２により規定される車線にも退出点ＰＯＵＴが存在する。図７、図８に示す進入点ＰＩＮも、組み合わせることができる退出点ＰＯＵＴが複数ある。

図１１に、第２実施形態における点特定部の処理を示す。図１１に示す処理は、図５のＳ３１において実行する。Ｓ３１１では、直近の走行予定道路にある進入点ＰＩＮの座標を特定する。進入点ＰＩＮの座標の特定の仕方は第１実施形態のＳ３１と同じである。

Ｓ３１２では、退出点候補が複数あるか否かを判断する。ここでの退出点候補は、Ｓ３１１で決定した進入点ＰＩＮと組み合わせることができる退出点ＰＯＵＴである。Ｓ３１２の判断結果がＮＯであればＳ３１３に進む。

Ｓ３１３に進む場合、Ｓ３１１で特定した進入点ＰＩＮと組み合わせることができる退出点候補は１つのみである。Ｓ３１３では、その退出点候補を、車線規定線を検索するために用いる退出点ＰＯＵＴとして特定する。

Ｓ３１２の判断結果がＹＥＳであればＳ３１４に進む。Ｓ３１４では、車両３において経路案内が実行されており、その経路案内で使われている案内経路を取得できるか否かを判断する。案内経路は、たとえば、車両３に搭載されている経路案内装置から取得できる。また、車両３に持ち込まれて使用され、経路案内機能付きの情報端末、たとえばスマートフォンなどから案内経路を取得してもよい。Ｓ３１４の判断結果がＹＥＳであればＳ３１５に進む。

Ｓ３１５では、案内経路を取得し、複数の退出点候補の中で、案内経路にとって最適な１つの退出点ＰＯＵＴがあるか否かを判断する。案内経路に最適な退出点ＰＯＵＴを具体的に説明する。図２の例において、案内経路が分岐を左に進む経路になっている場合、退出点ＰＯＵＴ_Ａが案内経路に最適な退出点ＰＯＵＴになる。図７の例では、料金所手前に複数の退出点候補がある。経路案内がされていても、どの料金所ゲートを通るのが、案内経路に最適であるかは決まらないことが通常である。したがって、図７の例では、案内経路に最適な１つ退出点ＰＯＵＴはないと判断してもよい。

なお、料金所を出た後の案内経路が示す方向に基づき、料金所手前にある複数の退出点候補から、案内経路に最適な１つの退出点ＰＯＵＴを決めるようになっていてもよい。具体的には、料金所を出た後の案内経路が直進方向を示していれば、車両３が進入点ＰＩＮを直進した場合に走行する車線にある退出点ＰＯＵＴを、案内経路に最適な退出点ＰＯＵＴとする。料金所を出た後の案内経路が右方向に進むことを示していれば、複数の退出点候補のうち最も右にある退出点候補を、案内経路に最適な退出点ＰＯＵＴとする。料金所を出た後の案内経路が左方向に進むことを示していれば、複数の退出点候補のうち最も左にある退出点候補を、案内経路に最適な退出点ＰＯＵＴとする。

図８の例は、無車線区間ＮＬＳおよびその前後の区間が、直線道路である。図８に示す区間における案内経路は、直進を示していることが多いはずである。図８に示す区間における案内経路が直進を示している場合、Ｓ３１１で特定した進入点ＰＩＮを直進した場合に走行する車線にある退出点ＰＯＵＴを、案内経路に最適な退出点ＰＯＵＴとすることができる。ただし、案内経路が、事前に設定された一定距離以内に右左折することを示していれば、直進する車線の１つ隣にある退出点ＰＯＵＴを、案内経路に最適な退出点とすることもできる。また、図８に示す道路は分岐および合流がないので、どの退出点ＰＯＵＴを通ってもよいと考えることもできる。つまり、図８の例では、案内経路に最適な１つの退出点ＰＯＵＴはないと判断することもできる。

Ｓ３１５の判断結果がＹＥＳであればＳ３１６に進む。Ｓ３１６では、複数の退出点候補のうち、案内経路に最適な１つの退出点候補を、車線規定線を検索するために用いる退出点ＰＯＵＴとして選択する。

Ｓ３１４～Ｓ３１６の処理は、複数の退出点候補から１つの退出点を選択するルール（以下、退出点選択ルール）として、案内経路を取得できる場合には、案内経路に適合する退出点ＰＯＵＴを選択するという退出点選択ルールを適用したことになる。

Ｓ３１４の判断結果がＮＯであればＳ３１７に進む。Ｓ３１７では、複数の退出点候補のうち最も多くの車両が走行すると推定される退出点候補を、車線規定線を検索するために用いる退出点ＰＯＵＴとして選択する。この場合、退出点選択ルールとして、複数の退出候補点のうち、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択するという退出点選択ルールを適用したことになる。

最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択する手法を複数説明する。以下に説明する手法は、１つ、あるいは、複数の手法を組み合わせて用いることができる。
第１の手法は、進入点ＰＩＮごとに、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを事前に決定しておく手法である。最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴは、サーバ２０が事前に決定しておく。

サーバ２０は、多数の車両の走行軌跡を収集し、収集した走行軌跡をもとに、進入点ＰＩＮごとに、複数の退出候補点のうち、最も多くの車両が走行する退出点ＰＯＵＴを決定する。そして、車両３に配信する高精度地図データに、その情報を含ませておく。Ｓ３１７では、高精度地図データを参照して、１つの退出点ＰＯＵＴを選択する。

複数の退出候補点のうち、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択する第２の手法を説明する。第２の手法は、高精度地図データに車線種別を含ませておき、その車線種別を用いて、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択する手法である。車線種別の一例は、本線である。車線種別として本線を含む場合、車線種別は、本線と本線以外を区別するために用いることができる。本線以外の車線種別には、分岐線がある。本線以外の車線種別の他の例は、加速車線、減速車線、登坂車線がある。本線と本線以外が車線種別により区別できる場合、本線にある退出点ＰＯＵＴを、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴとする。

第３の手法は、複数の退出点候補のうち、最も少ない運動エネルギーで走行できる退出点ＰＯＵＴを、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴとする手法である。進入点ＰＩＮまで走行した車両が進行方向を変更する程度が最も小さくなる退出点ＰＯＵＴを、最も運動エネルギーが少なくて済む退出点ＰＯＵＴとすることができる。また、複数の退出点候補に高低差があれば、進入点ＰＩＮとの高低差が最も少ない退出点ＰＯＵＴを、最も運動エネルギーが少なくて済む退出点ＰＯＵＴとすることができる。

第１の手法、第２の手法、第３の手法は、組み合わせて用いることができる。たとえば、第１の手法により、多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択できない場合に、第２の手法、第３の手法を順に用いることができる。あるいは、第１の手法により、多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択できない場合に、第３の手法を用いてもよい。

また、第３の手法のみをＳ３１７で用いてもよい。なお、第３の手法は、最も多くの車両が走行すると推定される退出点ＰＯＵＴを選択するルールとは別の退出点選択ルールとして用いることもできる。

Ｓ３１３、Ｓ３１６、Ｓ３１７で退出点ＰＯＵＴを特定あるいは選択した場合、図５のＳ３３む。Ｓ３３以降は、第１実施形態と同じ処理を実行する。

この第２実施形態では、複数の退出点候補がある場合（Ｓ３１２：ＹＥＳ）、事前に設定された退出点選択ルールに基づいて、複数の退出点候補から１つの退出点ＰＯＵＴを選択する。複数の退出点候補がある場合に、全部の退出点候補に対して仮想区画線ＶＬを生成するよりも、演算量を抑制できる。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

＜変形例１＞
実施形態では、高精度地図データに無車線区間ＮＬＳの進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴが格納されていた。しかし、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴは、高精度地図データに格納されている車線区画線Ｌの位置に基づいて決定してもよい。

たとえば、進入点ＰＩＮの道路長手方向における位置を、無車線区間ＮＬＳに入る位置、すなわち車線区画線Ｌが途切れる位置、あるいは、またはその位置から所定距離手前の位置とする。進入点ＰＩＮの道路幅方向の位置は、車線の幅方向の中央とする。同様に、退出点ＰＯＵＴの道路長手方向における位置を、無車線区間ＮＬＳを出る位置、すなわち車線区画線Ｌが再び存在するようになる位置、あるいは、またはその位置から所定距離進んだ位置とする。退出点ＰＯＵＴの道路幅方向の位置は、車線の幅方向の中央とする。

このようにすれば、進入点ＰＩＮおよび退出点ＰＯＵＴを高精度地図データに格納する必要がない。よって、高精度地図データのデータ容量をより削減することができる。

＜変形例２＞
実施形態では、車両３に搭載された車両制御装置１００が走行軌道生成装置として動作する例を説明した。しかし、走行軌道生成装置は、車両３に搭載されている必要はない。たとえば、サーバ２０が走行軌道生成装置として動作してもよい。また、走行軌道は、車両３が走行中に生成する必要もなく、走行前に走行軌道が生成されてもよい。

＜変形例３＞
本開示に記載の制御部１６０およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部１６０およびその手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部１６０およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。ハードウエア論理回路は、たとえば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡである。

また、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体はＲＯＭに限られず、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていればよい。たとえば、フラッシュメモリに上記プログラムが記憶されていてもよい。

Claims (13)

1. 地図データにおいて、道路の幅方向の左右少なくともいずれかの車線区画線が存在しないために前記車線区画線により車線が規定されない区画である無車線区間の進入点および退出点を特定する点特定部（Ｓ３１）と、
   前記点特定部が特定した前記進入点の側方から前記退出点の側方まで道路長手方向に連続する車線規定線を検索する検索部（Ｓ３３）と、
   前記検索部による検索の結果として検出した前記車線規定線をもとにして、前記進入点および前記退出点に対応する前記無車線区間の進入側の車線区画線と退出側の車線区画線とを連結する仮想区画線を生成する仮想区画線生成部（Ｓ３４）と、
   前記仮想区画線に基づいて、車両が走行する予定の軌道である走行軌道を生成する走行軌道生成部（Ｓ２５）と、
   を備え、
   前記検索部は、前記地図データを検索対象として、前記車線規定線を、前記進入点および前記退出点の道路幅方向に検索し、
   前記検索部は、前記進入点に最も近い前記車線区画線と前記退出点に最も近い前記車線区画線が同じ前記車線区画線であるか否かを判断し、
   前記仮想区画線生成部は、前記進入点に最も近い前記車線区画線と前記退出点に最も近い前記車線区画線が同じ前記車線区画線である場合には、その車線区画線を用いて前記仮想区画線を生成する、走行軌道生成装置。
2. 前記車両が走行中に、前記車両の走行予定道路に前記無車線区間があるか否かを判断する無車線区間判断部（Ｓ２２）を備え、
   前記無車線区間判断部が前記無車線区間があると判断した場合に、前記走行予定道路にある前記無車線区間に対して前記仮想区画線を生成する、請求項１に記載の走行軌道生成装置。
3. 請求項１または２に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記地図データに前記進入点および退出点の座標が格納されており、
   前記点特定部は、前記地図データを参照して前記進入点および前記退出点を特定する、走行軌道生成装置。
4. 請求項１または２に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記地図データには車線区画線の位置が格納されており、前記点特定部は、前記地図データに格納されている前記車線区画線の位置に基づいて前記無車線区間の進入点および退出点を特定する、走行軌道生成装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記点特定部は、前記進入点と組み合わせることができる前記退出点が複数ある場合、事前に設定された退出点選択ルールに基づいて、複数の前記退出点から、１つの前記退出点を特定する、走行軌道生成装置。
6. 請求項５に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記退出点選択ルールは、前記車両を案内する案内経路を取得できる場合、前記案内経路に適合する前記退出点を選択するというルールである、走行軌道生成装置。
7. 請求項５に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記退出点選択ルールは、最も多くの車両が走行すると推定される前記退出点を選択するというルールである、走行軌道生成装置。
8. 請求項７に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記進入点と組み合わせることができる複数の前記退出点に、本線にある前記退出点と、本線以外にある前記退出点とが含まれている場合、本線にある前記退出点を、最も多くの車両が走行すると推定される前記退出点とする、走行軌道生成装置。
9. 請求項５に記載の走行軌道生成装置であって、
   前記退出点選択ルールは、前記進入点と組み合わせることができる複数の前記退出点のうち、前記進入点まで走行した車両が進行方向を変更する程度が最も小さくなる前記退出点を選択するというルールである、走行軌道生成装置。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の走行軌道生成装置であって、
    前記検索部は、前記進入点に最も近い前記車線区画線と前記退出点に最も近い前記車線区画線が同じ前記車線区画線ではない場合には、前記進入点または前記退出点に最も近い前記車線区画線が前記進入点および前記退出点のうちの他方を通る道路幅方向線と交差するか否かを判断し、
    前記仮想区画線生成部は、前記進入点または前記退出点に最も近い前記車線区画線が、前記進入点および前記退出点のうちの他方を通る道路幅方向線と交差する場合には、その車線区画線を用いて前記仮想区画線を生成する、走行軌道生成装置。
11. 請求項１０に記載の走行軌道生成装置であって、
    前記検索部は、前記進入点または前記退出点に最も近い前記車線区画線が前記進入点および前記退出点のうちの他方を通る道路幅方向線と交差しない場合には、前記進入点を通る道路幅方向線と前記退出点を通る道路幅方向線の両方と交差する車線区画線があるか否かを判断し、
    前記仮想区画線生成部は、前記進入点を通る道路幅方向線と前記退出点を通る道路幅方向線の両方と交差する車線区画線がある場合には、その車線区画線を用いて前記仮想区画線を生成する、走行軌道生成装置。
12. 請求項１１に記載の走行軌道生成装置であって、
    前記仮想区画線生成部は、前記進入点を通る道路幅方向線と前記退出点を通る道路幅方向線の両方と交差する車線区画線がない場合には、左右の道路端線のうち前記進入点および前記退出点に近い側の前記道路端線を用いて前記仮想区画線を生成する、走行軌道生成装置。
13. 地図データにおいて、道路の幅方向の左右少なくともいずれかの車線区画線が存在しないために前記車線区画線により車線が規定されない区画である無車線区間の進入点および退出点を特定し（Ｓ３１）、
    特定した前記進入点の側方から前記退出点の側方まで道路長手方向に連続する車線規定線を検索し（Ｓ３３）、
    検索の結果として検出した前記車線規定線をもとにして、前記進入点および前記退出点に対応する前記無車線区間の進入側の車線区画線と退出側の車線区画線とを連結する仮想区画線を生成し（Ｓ３４）、
    前記仮想区画線に基づいて、車両が走行する予定の軌道である走行軌道を生成し（Ｓ２５）、
    前記地図データを検索対象として、前記車線規定線を、前記進入点および前記退出点の道路幅方向に検索し、
    前記進入点に最も近い前記車線区画線と前記退出点に最も近い前記車線区画線が同じ前記車線区画線であるか否かを判断し、
    前記進入点に最も近い前記車線区画線と前記退出点に最も近い前記車線区画線が同じ前記車線区画線である場合には、その車線区画線を用いて前記仮想区画線を生成する、走行軌道生成方法。

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