経路作成装置
【課題】演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成すること。
【解決手段】経路作成装置１は、開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する装置である。この経路作成装置１は、空間上の経路を全探索することにより走行経路を作成する第１作成部１７ａと、空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで走行経路を作成する第２作成部１７ｂと、車両の状況又は該車両の周辺の状況を検出する手段（障害物検出装置１１や白線検出装置１２など）と、検出された状況に基づいて第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂのいずれか一方を走行経路を作成するための手段として選択する選択部１７ｃと、を備えることを特徴とする。
【解決手段】経路作成装置１は、開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する装置である。この経路作成装置１は、空間上の経路を全探索することにより走行経路を作成する第１作成部１７ａと、空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで走行経路を作成する第２作成部１７ｂと、車両の状況又は該車両の周辺の状況を検出する手段（障害物検出装置１１や白線検出装置１２など）と、検出された状況に基づいて第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂのいずれか一方を走行経路を作成するための手段として選択する選択部１７ｃと、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行経路を作成する経路作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の走行経路を作成（計画）する技術が知られている。例えば下記特許文献１には、最短経路問題を解くためのアルゴリズムであるダイクストラ法を用いて、リスクが最小となる走行経路を算出する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５４９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置のように最短経路問題の解法を用いれば、存在する全ての経路が評価されるので、所望の経路（例えばリスクが最小となる経路）を確実に求めることができる。しかしその反面、この解法は演算の負荷及び時間の増大を招き、結果として走行経路の作成時間が長くなってしまう可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成することが可能な経路作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の経路作成装置は、開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、空間上の経路を全探索することにより走行経路を作成する第１作成手段と、空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで走行経路を作成する第２作成手段と、車両の状況又は該車両の周辺の状況を検出する検出手段と、検出手段により検出された状況に基づいて第１作成手段及び第２作成手段のいずれか一方を走行経路を作成するための手段として選択する選択手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような発明によれば、いわゆる全探索手法及び確率的探索手法のいずれか一方が車両又はその周辺の状況に基づいて選択され、選択された手法により走行経路が作成される。全探索手法はすべての経路を探索することで所望の経路を作成する手法であり、これにより信頼性の高い経路を得ることができる。一方、確率的探索手法は確率的に（ランダムに）抽出されたノード（中継点）を繋ぐことで最終的な経路を作成する手法であり、演算の負荷及び時間を抑制できる。これら二つの手法を車両又はその周辺の状況に応じて選ぶことで、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成できる。
【０００８】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両の周辺環境を検出し、選択手段が、検出手段により検出された周辺環境に基づいて車両が走行可能な領域を算出し、算出された領域の面積が所定の閾値より小さければ第１作成手段を選択し、そうでなければ第２作成手段を選択してもよい。
【０００９】
この場合、検出された車両の周辺環境に基づいて走行可能領域が算出され、その領域が相対的に狭い場合には全探索手法が採用され、その領域が相対的に広い場合には確率的探索手法が採用される。したがって、より正確な運転が要求される場面において信頼性の高い走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００１０】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両の運転状況を検出し、選択手段が、検出手段により検出された運転状況に基づいて、作成しようとする走行経路の精度を決定し、決定された精度が所定の閾値より高ければ第１作成手段を選択し、そうでなければ第２作成手段を選択してもよい。
【００１１】
この場合、検出された車両の運転状況に基づいて走行経路の精度が決定され、その精度が所定の閾値より高い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、走行経路に求められる精度に応じて走行経路の作成方法を選択することができる。
【００１２】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両周辺の障害物の位置を検出し、選択手段が、検出手段により検出された障害物の位置に基づいて車両と該障害物との近接度を算出し、算出された近接度が所定の閾値以上であれば第１作成手段を選択し、そうでなければ第２作成手段を選択してもよい。
【００１３】
この場合、検出された障害物の位置に基づいて車両と障害物との近接度、すなわち障害物への接近の度合いが算出される。そして、相対的に障害物に近い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、より正確な運転が要求される障害物付近において信頼性の高い走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００１４】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両の現在位置を検出し、選択手段が、検出手段により検出された現在位置に基づいて、車両から一定の範囲内における走行経路を作成するために第１作成手段を選択し、当該範囲を超えた領域における走行経路を作成するために第２作成手段を選択してもよい。
【００１５】
この場合、車両の近傍では全探索手法により走行経路が作成されるので、比較的すぐに運転することになる、現地点から所定の地点までの間の走行経路の信頼性を高く維持することができる。一方、車両から比較的遠い領域では確率的探索手法により走行経路が作成されるので、高い信頼性が直ぐには求められない領域での経路作成時間を抑制できる。
【００１６】
本発明の経路作成装置は、開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、空間上の経路を全探索することにより走行経路を作成する第１作成手段と、空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで走行経路を作成する第２作成手段と、走行経路の作成時間を計測する計測手段と、作成時間が所定の閾値以下の場合には走行経路を作成するための手段として第１作成手段を選択し、作成時間が該閾値を超えた場合には走行経路を作成するための手段として第２作成手段を選択する選択手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
このような発明によれば、最初は全探索手法により走行経路が作成され、その作成時間（処理時間）が所定の閾値を超えると、今度は確率的探索手法により走行経路が作成される。このように、全探索手法を用いる時間を制限することで、走行経路の作成時間が増大するのを抑制できる。
【００１８】
本発明の経路装置では、第１作成手段が、空間上の経路のうちリスクが最小となる走行経路を作成してもよい。
【００１９】
この場合、最も安全に走行できると期待される経路を全探索手法により得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
このような経路作成装置によれば、車両又はその周辺の状況に基づいて全探索手法及び確率的探索手法のどちらかが選択され、選択された手法に基づいて走行経路が作成されるので、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】各実施形態に係る経路作成装置の構成を示す図である。
【図２】第２実施形態に係る経路作成の概念を示す図である。
【図３】第３実施形態に係る経路作成の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る経路作成装置１の機能及び構成を説明する。経路作成装置１は車両の走行経路を作成する装置であり、図１に示すように障害物検出装置１１、白線検出装置１２、道路検出装置１３、走行状況検出装置１４、周辺環境データベース１５、制御切替スイッチ１６、及び経路作成ＥＣＵ１７を備えている。経路作成装置１は、表示装置３、警報装置４、及び運転支援装置５を制御する運転支援ＥＣＵ２と接続されている。
【００２４】
障害物検出装置１１はミリ波レーダやレーザレーダ等を含んで構成され、車両周辺に存在する障害物（建物やガードレール、歩行者等のような、車両の走行を妨げるもの）の位置を検出する装置である。障害物検出装置１１は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、障害物情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２５】
白線検出装置１２はカメラや画像処理装置等を含んで構成され、道路上に付された白線（車線）の位置を検出する装置である。白線検出装置１２は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、白線情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２６】
道路検出装置１３はレーザレーダ等を含んで構成され、道路の形状を検出する装置である。道路検出装置１３は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、道路形状情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２７】
走行状況検出装置１４は車輪速センサやヨーレートセンサ、操舵角センサ等を含んで構成され、速度や操舵角といった車両の運転状況を検出する装置である。走行状況検出装置１４は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、運転情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２８】
周辺環境データベース１５はカーナビゲーションシステムの一部を構成し、車両周辺の地図情報を記憶する装置である。周辺環境データベース１５は経路作成ＥＣＵ１７からのアクセスを受け付け、要求された地図情報を経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２９】
制御切替スイッチ１６は、運転支援の方法を切り替えるための入力装置である。運転者はこのスイッチ１６を操作して、運転者に対して警報を発することだけを行う警報のみモードと、警報に代えて又はそれとともにブレーキやステアリングを制御する介入モードのどちらかを選択できる。制御切替スイッチ１６は、切替操作が行われると選択されたモードを制御モード情報として経路作成ＥＣＵ１７及び運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００３０】
以上説明した各検出装置、データベース及びスイッチは、走行経路の作成方法を選択するための情報である、車両あるいはその周辺の状況を検出する手段であるといえる。
【００３１】
経路作成ＥＣＵ１７は、開始点から目標点までの車両の走行経路（目標経路）を作成する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。この経路作成ＥＣＵ１７は機能的構成要素として第１作成部（第１作成手段）１７ａ、第２作成部（第２作成手段）１７ｂ、及び選択部（選択手段）を備えている。これらの構成要素は、後述する全探索手法及び確率的探索手法のアルゴリズムを含む所定のプログラムがＥＣＵに読み込まれて実行されることで実現される。
【００３２】
第１作成部１７ａは、開始点と目標点とを結ぶすべての経路のうちリスクが最も低いものを全探索手法により抽出し、抽出された経路を走行経路として作成する手段である。なお、リスクとは、車両の通常の走行が何らかの要因（例えば道路状況、混雑状況、歩行者の分布、天候など）で妨げられる可能性を示す指標である。本実施形態では、開始点は車両の現在位置と一致してもよいし、異なっていてもよい。全探索手法とは、すべての経路を探索することで所望の経路を作成する手法であり、毎回必ず最適解を求めることができるので信頼性が高い。ただし、全探索手法を計算する負荷及び時間は増大しがちである。全探索手法としては例えばダイクストラ法やＡ＊アルゴリズムなどが挙げられるが、第１作成部１７ａにより用いられる手法はこれらに限定されない。
【００３３】
第１作成部１７ａは選択部１７ｃから入力された指示信号から開始点及び目標点の位置情報を抽出し、これらの位置情報と、任意の検出手段から取得した情報（例えば地図情報や障害物情報など）とに基づいて経路作成処理を開始する。そして第１作成部１７ａは、作成した走行経路を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００３４】
第２作成部１７ｂは、開始点と目標点とを結ぶ経路を確率的探索手法により作成する手段である。確率的探索手法とは、空間上から確率的に（ランダムに）抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで経路を作成する手法であり、演算の負荷及び時間を抑制できる。ただし、この手法は確率を用いるので探索結果が毎回異なってしまい、全探索手法よりも信頼性が低くなってしまう。確率的探索手法としては例えばＲＲＴ（Rapidly-exploring Random Tree）や確率的関係モデル（Probabilistic Relational Model：ＰＲＭ）などが挙げられるが、第２作成部１７ｂにより用いられる手法はこれらに限定されない。
【００３５】
第２作成部１７ｂは選択部１７ｃから入力された指示信号から開始点及び目標点の位置情報を抽出し、これらの位置情報と、任意の検出手段から取得した情報（例えば地図情報や障害物情報など）とに基づいて経路作成処理を開始する。そして第２作成部１７ｂは、作成した走行経路を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００３６】
選択部１７ｃは、検出された車両又はその周辺の状況に基づいて第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂのどちらかを選択し、選択した作成部に走行経路の作成を指示する手段である。すなわち、選択部１７ｃは走行経路の作成方法を選択し、選択した方法に対応する作成部を起動する手段である。ここでは、リスクマップ生成領域の広さに基づく手法、及び算出する走行経路の精度に基づく手法の二つを説明する。
【００３７】
まず、走行経路の作成方法をリスクマップ生成領域の広さに基づいて選択する手法について説明する。リスクマップ生成領域とは車両が走行可能な領域のことをいう。したがって、例えば、車両が単路を走行中であるときなどは、車両が交差点や駐車場に位置しているときなどよりも一般にリスクマップ生成領域が小さいといえる。選択部１７ｃは、例えば入力された障害物情報、白線情報、道路形状情報、及び周辺環境データベース１５から読み出した地図情報のうちの少なくとも一つに基づいて、車両が現在走行している道路を含むリスクマップ生成領域を算出する。続いて選択部１７ｃはリスクマップ生成領域の面積を算出し、その面積と予め記憶している所定の閾値とを比較する。そして、領域の面積がその閾値よりも小さければ全探索手法を使うと決定し、そうでなければ確率的探索手法を使うと決定する。
【００３８】
全探索手法を使うと決定した場合には、選択部１７ｃは開始点及び目標点の位置情報を含む指示情報を生成し、その指示情報を第１作成部１７ａに出力する。一方、確率的探索手法を使うと決定した場合には、選択部１７ｃは同じように生成した指示情報を第２作成部１７ｂに出力する。
【００３９】
なお、面積の閾値の設定方法は任意であるが、例えば単路の場合は全探索手法が選択され、交差点や駐車場の場合には確率的探索手法が選択されるように閾値を設定することが考えられる。
【００４０】
次に、算出する走行経路の精度に基づいて当該経路の作成方法を決定する手法を説明する。走行経路に求める精度の決定方法は任意であるが、例えば選択部１７ｃは走行場面に応じて精度を決めてもよい。この場合選択部１７ｃは、入力された障害物情報、白線情報、道路形状情報、運転情報、及び周辺環境データベース１５から読み出した地図情報のうちの少なくとも一つに基づいて走行場面を推定する。走行場面としては、例えばレーン維持、路外逸脱回避、障害物回避、駐車などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。そして選択部１７ｃは推定した走行場面に基づいて、算出する走行経路の精度を決定する。例えば、選択部１７ｃは障害物回避や駐車の場面では精度を高くすると決定し、レーン維持や路外逸脱回避の場面では精度を低くすると決定するが、精度の決定方法は任意である。
【００４１】
また、選択部１７ｃは運転者が設定した制御モードに応じて精度を決めてもよい。すなわち選択部１７ｃは、入力された制御モード情報が介入モードを示す場合には精度を高くすると決定し、当該情報が警報のみモードを示す場合には精度を低くすると決定する。
【００４２】
更に、選択部１７ｃは車両と障害物との近接度に応じて精度を決めてもよい。すなわち選択部１７ｃは、入力された障害物情報、道路形状情報、及び周辺環境データベース１５から読み出した地図情報のうちの少なくとも一つに基づいて障害物の位置を算出する。続いて選択部１７ｃは車両と障害物との近接度、すなわち車両から障害物までの距離又は衝突予測時間（Time to Collision：ＴＴＣ）を算出する。
【００４３】
続いて選択部１７ｃは、予め記憶している近接度（距離又は衝突予測時間）の閾値と算出結果とを比較する。そして選択部１７ｃは、算出した距離又は衝突予測時間が対応する閾値よりも小さければ精度を高くすると決定し、そうでなければ精度を低くすると決定する。すなわち選択部１７ｃは、車両と障害物との近接度が一定のレベル以上であれば、走行経路に求める精度を高くすると決定する。
【００４４】
このように走行経路に求める精度を決めた後に、選択部１７ｃはその精度に応じて走行経路の作成方法を決定する。具体的には選択部１７ｃは、精度を高くすると決定した場合には全探索手法を選択し、上記指示情報を第１作成部１７ａに出力する。一方、精度を低くすると決定した場合には、選択部１７ｃは確率的探索手法を選択し、上記指示情報を第２作成部１７ｂに出力する。
【００４５】
選択部１７ｃは、上記のいずれかの方法により経路作成方法を選択し、その選択に基づいて指示情報を第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂのいずれか一方に出力する。これを受けて作成部１７ａ，１７ｂのどちらか一方が経路作成処理を実行する。作成手法を選択する処理は、走行経路を作成する処理の冒頭で一回だけ実行される。なお、走行経路作成処理自体は繰り返し（例えば周期的に）実行され得る。
【００４６】
図１に戻って、運転支援ＥＣＵ２は、経路情報に基づいて運転者又は運転を支援する制御を実行するＥＣＵである。運転支援ＥＣＵは入力された経路情報に基づいて表示装置３や警報装置４、運転支援装置５を制御する。
【００４７】
ここで、表示装置３はメータやヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）等を含んで構成され、テキストや画像で構成される情報を提供する装置である。また、警報装置４はスピーカを含んで構成され、音声案内や警報音を発する装置である。運転支援装置５はブレーキ・アクチュエータや電動パワーステアリング（ＥＰＳ）アクチュエータを含んで構成され、減速や操舵を自動的に行うことで運転を補助する装置である。
【００４８】
運転支援ＥＣＵ２は入力された制御モード信号が警報のみモードを示す場合には運転支援装置５を作動させず、介入モードを示す信号が入力された場合にのみ運転支援装置５を制御する。運転支援ＥＣＵ２における経路情報の利用方法は任意である。例えば運転支援ＥＣＵ２は、経路情報で示される走行経路を表示装置３に表示してもよい。また運転支援ＥＣＵ２は、経路情報で示される走行経路と実際の走行経路とのずれが所定値以上になった場合に警報装置４から警報を発したり運転支援装置５を作動させたりしてもよい。
【００４９】
以上説明したように本実施形態によれば、全探索手法及び確率的探索手法のいずれか一方が車両又はその周辺の状況に基づいて選択され、選択された手法により走行経路が作成される。これら二つの手法は上述したような長所短所を持っているが、車両又はその周辺の状況に応じて各手法の長所が生きるように探索手法を選ぶことで、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成できる。
【００５０】
例えば一手法によれば、検出された車両の周辺環境に基づいて走行可能領域（リスクマップ生成領域）が算出され、その領域が相対的に狭い場合には全探索手法によりリスクが最小の走行経路が作成され、その領域が相対的に広い場合には確率的探索手法により比較的短時間に走行経路が作成される。したがって、より正確な運転が要求される場面において信頼性の高い走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００５１】
また別の手法によれば、検出された車両の運転状況に基づいて走行経路の精度が決定され、その精度が所定の閾値より高い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、走行経路に求められる精度に応じて走行経路の作成方法を選択することができる。例えば、より正確な運転が求められる領域ではリスクが最小となる経路を全探索手法により作成することができる。
【００５２】
更に別の手法によれば、検出された障害物の位置に基づいて車両と障害物との近接度、すなわち障害物への接近の度合いが算出される。そして、相対的に障害物に近い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、より正確な運転が要求される障害物付近においてリスクが最小の走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る経路作成装置１の機能及び構成を説明する。第１実施形態と異なる点は経路作成ＥＣＵ１７の機能なのでこの点について特に説明し、他の部分については説明を省略する。また、装置のハードウェア構成や機能ブロックは第１実施形態と同様なので、当該実施形態と同一の符号を用いて説明する。
【００５４】
本実施形態において経路作成装置１は、車両が位置する開始点から一定の範囲内では第１作成部１７ａ（全探索手法）により走行経路を作成し、当該範囲を超えて目標点に至るまでの走行経路は第２作成部１７ｂ（確率的探索手法）により作成する。以下では、第１作成部１７ａにより走行経路が作成される範囲を全探索範囲といい、第２作成部１７ｂにより走行経路が作成される範囲を確率的探索範囲という。
【００５５】
このような作成方法の概念を図２を用いて説明する。車両Ｖの位置（開始点）から目標点Ｇまでの走行経路Ｒは、全探索範囲Ａ１において作成された走行経路Ｒ１と、確率的探索範囲Ａ２において作成された走行経路Ｒ２とを繋げたものである。図２における点Ｍは走行経路Ｒ１の終点且つ走行経路Ｒ２の始点である。
【００５６】
選択部１７ｃは、例えば周辺環境データベース１５から読み出した地図情報に基づいて車両の現在位置を算出してこの位置を開始点とするとともに、カーナビゲーションシステム等から目標点の位置情報を取得する。続いて選択部１７ｃはこれら開始点及び目標点の位置情報に基づいて全探索範囲を決定する。例えば、選択部１７ｃは開始点から所定の距離Ｘ（ｍ）を全探索範囲としてもよいし、開始点から目標点までの距離のうちの所定の割合Ｐ（％）の部分を全探索範囲としてもよい。ここで、そのような閾値Ｘ，Ｐは固定でもよいし、車速が高いほどＸあるいはＰを大きくするなどのように、車両の走行状況に応じて変えてもよい。続いて選択部１７ｃは、開始点及び目標点の位置情報と、全探索範囲を示す閾値（例えば上記ＸあるいはＰ）とを含む指示信号を生成して第１作成部１７ａに出力する。
【００５７】
第１作成部１７ａは選択部１７ｃから入力された指示信号から位置情報及び全探索範囲を示す閾値を抽出し、これらの情報に基づいて、全探索範囲における走行経路Ｒ１を作成する。この経路Ｒ１は全探索範囲においてリスクが最小となる経路である。そして第１作成部１７ａは、走行経路Ｒ１を示す経路情報及び目標点の位置情報を第２作成部１７ｂに出力するとともに、走行経路Ｒ１を作成したことを示す完了信号を選択部１７ｃに出力する。
【００５８】
選択部１７ｃは、第１作成部１７ａから完了信号が入力されると、確率的探索範囲における走行経路を作成させるための指示信号を第２作成部１７ｂに出力する。
【００５９】
第２作成部１７ｂは、選択部１７ｃから指示信号が入力されると、第１作成部１７ａから入力された経路情報及び目標点の位置情報に基づいて、確率的探索範囲における走行経路Ｒ２を作成する。なお走行経路Ｒ２は、走行経路Ｒ１の終点（図２における点Ｍ）と目標点とを結ぶ経路である。続いて第２作成部１７ｂは、走行経路Ｒ１及びＲ２を繋げることで開始点から目標点までの走行経路Ｒを作成し、その走行経路Ｒを示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、車両の近傍では全探索手法により走行経路が作成されるので、比較的すぐに運転することになる、現地点から所定の地点までの間ではリスクが最小となる経路が作成される。つまり、車両の近傍における経路の信頼性を高く維持できる。これにより、例えばリスクマップ生成領域の面積が相対的に広い場合でも、車両の近傍ではリスク最小の経路を得ることができる。一方、車両から比較的遠い領域では確率的探索手法により走行経路が作成されるので、高い信頼性が直ぐには求められない領域での経路作成時間を抑制できる。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る経路作成装置１の機能及び構成を説明する。第１実施形態と異なる点は経路作成ＥＣＵ１７の機能なのでこの点について特に説明し、他の部分については説明を省略する。また、装置のハードウェア構成や機能ブロックは第１実施形態と同様なので、当該実施形態と同一の符号を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態において経路作成装置１は、予め定められた制限時間Ｔｍａｘ（秒）以内で走行経路を作成する。経路作成装置１は、最初のＴａ秒間（ただしＴａ＜Ｔｍａｘ）は第１作成部１７ａ（全探索手法）により走行経路を作成し、Ｔａ秒経過後は第２作成部１７ｂ（確率的探索手法）により作成する。以下では上記時間Ｔａを全探索時間ともいう。
【００６３】
選択部１７ｃは、上記時間Ｔａ，Ｔｍａｘを予め内部に記憶するとともに、第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂにおける処理時間Ｔを計測するためのタイマを備えている。選択部１７ｃは所定の処理タイミングになると開始点及び目標点の位置情報を含む指示信号を生成して第１作成部１７ａに出力し、処理時間の計測を開始する。なお本実施形態では、開始点は車両の現在位置と一致してもよいし、異なっていてもよい。Ｔ＝Ｔａになっても第１作成部１７ａでの処理が終了しない場合には、選択部１７ｃは経路作成処理の主体を第１作成部１７ａから第２作成部１７ｂに切り替える。その後、Ｔ＝Ｔｍａｘになっても第２作成部１７ｂでの処理が終了しない場合には、選択部１７ｃは経路作成処理をその時点で打ち切る。
【００６４】
第１作成部１７ａは選択部１７ｃから入力された指示信号から抽出した位置情報に基づいて、開始点から始まる走行経路を全探索手法により作成する。もし全探索時間Ｔａ以内に目標点までの走行経路を作成できた場合には、第１作成部１７ａはその走行経路を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。この場合には、選択部１７ｃにおける第１作成部１７ａから第２作成部１７ｂへの切替処理は実行されない。一方、Ｔ＝Ｔａとなった時点で作成したリスク最小の経路Ｒ１´の終点が目標点と一致しない場合には、第１作成部１７ａの作成処理は選択部１７ｃにより打ち切られる。この場合、第１作成部１７ａはその経路Ｒ１´を示す経路情報と目標点の位置情報とを第２作成部１７ｂに出力する。
【００６５】
第２作成部１７ｂは、全探索時間Ｔａが経過して選択部１７ｃによる切替処理が実行されると、第１作成部１７ａから入力された経路情報及び目標点の位置情報に基づいて、経路Ｒ１´の終点から始まる走行経路Ｒ２´を作成する。もし制限時間Ｔｍａｘ以内に目標点までの走行経路を作成できた場合には、第１作成部１７ａはその走行経路（経路Ｒ１´，Ｒ２´を繋げたもの）を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。この場合には、選択部１７ｃにおける打ち切り処理は実行されない。一方、Ｔ＝Ｔｍａｘとなった時点で走行経路Ｒ２´の終点が目標点と一致しない場合には、第２作成部１７ｂの作成処理は選択部１７ｃにより打ち切られる。この場合第２作成部１７ｂは、その時点までに作成できた途中までの走行経路（経路Ｒ１´，Ｒ２´を繋げたもの）を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００６６】
図３を用いて本実施形態に係る経路作成装置１の動作を説明する。まず第１作成部１７ａが、全探索時間Ｔａが経過するまでの間（ステップＳ１３参照）、全探索手法により走行経路を作成する（ステップＳ１１）。この時に目標点までの走行経路を作成できた場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第１作成部１７ａは開始点から目標点までの走行経路を運転支援ＥＣＵ２に出力し（ステップＳ１８）、これにより経路作成装置１の処理が終了する。
【００６７】
これに対して、全探索時間Ｔａに至っても目標点までの走行経路が作成されなかった場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、選択部１７ｃによる切替処理により第１作成部１７ａから第２作成部１７ｂへと経路作成処理の主体が移る。そして、第２作成部１７ｂが、制限時間Ｔｍａｘが経過するまでの間（ステップＳ１６参照）、全探索手法で作成された経路以降の走行経路を確率的探索手法により作成する（ステップＳ１４）。この時に目標点までの走行経路を作成できた場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、第２作成部１７ｂは開始点から目標点までの走行経路を運転支援ＥＣＵ２に出力し（ステップＳ１８）、これにより経路作成装置１の処理が終了する。
【００６８】
これに対して、制限時間Ｔｍａｘに至っても目標点までの走行経路が作成されなかった場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、選択部１７ｃによる打ち切りにより経路作成処理が終了し、第２作成部１７ｂが開始点から途中までの走行経路を運転支援ＥＣＵ２に出力する（ステップＳ１７）。
【００６９】
以上説明したように本実施形態によれば、最初は全探索手法により走行経路が作成され、その作成時間Ｔが閾値Ｔａを超えると、今度は確率的探索手法により走行経路が作成される。このように、全探索手法を用いる時間を制限することで、走行経路の作成時間が増大するのを抑制できる。この場合も第２実施形態と同様に、相対的に開始点に近い領域ではリスクが最小となる経路が作成されるので、比較的すぐに運転することになる、開始点から所定の地点までの間の走行経路の信頼性を高く維持できる。一方、相対的に開始点から遠い領域は高い信頼性が直ぐには求められない部分であるので、そのような領域における経路の作成時間を抑制することは有効である。
【００７０】
なお、本実施形態では制限時間Ｔｍａｘを設けたが、この時間を設定せず全探索時間Ｔａのみにより処理時間Ｔを管理してもよい。その場合には、第２作成部１７ｂにおける処理が打ち切られることはなく、目標点までの走行経路が作成されるまで確率的探索手法による処理が行われる。
【００７１】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００７２】
上記各実施形態の経路作成装置１の車両への搭載方法は任意である。例えば、経路作成装置１全体を車両に搭載して当該車両、すなわち自車両の移動経路を作成してもよい。また、経路作成ＥＣＵ１７以外の部分を車両に搭載し、経路作成ＥＣＵ１７に相当する機能を車外のシステムに埋め込み、当該システムと車両とを通信ネットワークで結ぶことで当該車両の移動経路を作成してもよい。
【００７３】
上記各実施形態では、第１作成部１７ａは開始点と目標点とを結ぶすべての経路のうちリスクが最も低いものを作成したが、全探索手法により作成する走行経路の性質は限定されない。例えば、第１作成部１７ａは存在し得るすべての経路のうち移動距離が最も短いものを作成してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…経路作成装置、１１…障害物検出装置（検出手段）、１２…白線検出装置（検出手段）、１３…道路検出装置（検出手段）、１４…走行状況検出装置（検出手段）、１５…周辺環境データベース（検出手段）、１６…制御切替スイッチ（検出手段）、１７…経路作成ＥＣＵ、１７ａ…第１作成部（第１作成手段）、１７ｂ…第２作成部（第２作成手段）、選択部（選択手段、計測手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行経路を作成する経路作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の走行経路を作成（計画）する技術が知られている。例えば下記特許文献１には、最短経路問題を解くためのアルゴリズムであるダイクストラ法を用いて、リスクが最小となる走行経路を算出する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５４９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置のように最短経路問題の解法を用いれば、存在する全ての経路が評価されるので、所望の経路（例えばリスクが最小となる経路）を確実に求めることができる。しかしその反面、この解法は演算の負荷及び時間の増大を招き、結果として走行経路の作成時間が長くなってしまう可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成することが可能な経路作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の経路作成装置は、開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、空間上の経路を全探索することにより走行経路を作成する第１作成手段と、空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで走行経路を作成する第２作成手段と、車両の状況又は該車両の周辺の状況を検出する検出手段と、検出手段により検出された状況に基づいて第１作成手段及び第２作成手段のいずれか一方を走行経路を作成するための手段として選択する選択手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような発明によれば、いわゆる全探索手法及び確率的探索手法のいずれか一方が車両又はその周辺の状況に基づいて選択され、選択された手法により走行経路が作成される。全探索手法はすべての経路を探索することで所望の経路を作成する手法であり、これにより信頼性の高い経路を得ることができる。一方、確率的探索手法は確率的に（ランダムに）抽出されたノード（中継点）を繋ぐことで最終的な経路を作成する手法であり、演算の負荷及び時間を抑制できる。これら二つの手法を車両又はその周辺の状況に応じて選ぶことで、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成できる。
【０００８】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両の周辺環境を検出し、選択手段が、検出手段により検出された周辺環境に基づいて車両が走行可能な領域を算出し、算出された領域の面積が所定の閾値より小さければ第１作成手段を選択し、そうでなければ第２作成手段を選択してもよい。
【０００９】
この場合、検出された車両の周辺環境に基づいて走行可能領域が算出され、その領域が相対的に狭い場合には全探索手法が採用され、その領域が相対的に広い場合には確率的探索手法が採用される。したがって、より正確な運転が要求される場面において信頼性の高い走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００１０】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両の運転状況を検出し、選択手段が、検出手段により検出された運転状況に基づいて、作成しようとする走行経路の精度を決定し、決定された精度が所定の閾値より高ければ第１作成手段を選択し、そうでなければ第２作成手段を選択してもよい。
【００１１】
この場合、検出された車両の運転状況に基づいて走行経路の精度が決定され、その精度が所定の閾値より高い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、走行経路に求められる精度に応じて走行経路の作成方法を選択することができる。
【００１２】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両周辺の障害物の位置を検出し、選択手段が、検出手段により検出された障害物の位置に基づいて車両と該障害物との近接度を算出し、算出された近接度が所定の閾値以上であれば第１作成手段を選択し、そうでなければ第２作成手段を選択してもよい。
【００１３】
この場合、検出された障害物の位置に基づいて車両と障害物との近接度、すなわち障害物への接近の度合いが算出される。そして、相対的に障害物に近い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、より正確な運転が要求される障害物付近において信頼性の高い走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００１４】
本発明の経路作成装置では、検出手段が車両の現在位置を検出し、選択手段が、検出手段により検出された現在位置に基づいて、車両から一定の範囲内における走行経路を作成するために第１作成手段を選択し、当該範囲を超えた領域における走行経路を作成するために第２作成手段を選択してもよい。
【００１５】
この場合、車両の近傍では全探索手法により走行経路が作成されるので、比較的すぐに運転することになる、現地点から所定の地点までの間の走行経路の信頼性を高く維持することができる。一方、車両から比較的遠い領域では確率的探索手法により走行経路が作成されるので、高い信頼性が直ぐには求められない領域での経路作成時間を抑制できる。
【００１６】
本発明の経路作成装置は、開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、空間上の経路を全探索することにより走行経路を作成する第１作成手段と、空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで走行経路を作成する第２作成手段と、走行経路の作成時間を計測する計測手段と、作成時間が所定の閾値以下の場合には走行経路を作成するための手段として第１作成手段を選択し、作成時間が該閾値を超えた場合には走行経路を作成するための手段として第２作成手段を選択する選択手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
このような発明によれば、最初は全探索手法により走行経路が作成され、その作成時間（処理時間）が所定の閾値を超えると、今度は確率的探索手法により走行経路が作成される。このように、全探索手法を用いる時間を制限することで、走行経路の作成時間が増大するのを抑制できる。
【００１８】
本発明の経路装置では、第１作成手段が、空間上の経路のうちリスクが最小となる走行経路を作成してもよい。
【００１９】
この場合、最も安全に走行できると期待される経路を全探索手法により得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
このような経路作成装置によれば、車両又はその周辺の状況に基づいて全探索手法及び確率的探索手法のどちらかが選択され、選択された手法に基づいて走行経路が作成されるので、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】各実施形態に係る経路作成装置の構成を示す図である。
【図２】第２実施形態に係る経路作成の概念を示す図である。
【図３】第３実施形態に係る経路作成の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る経路作成装置１の機能及び構成を説明する。経路作成装置１は車両の走行経路を作成する装置であり、図１に示すように障害物検出装置１１、白線検出装置１２、道路検出装置１３、走行状況検出装置１４、周辺環境データベース１５、制御切替スイッチ１６、及び経路作成ＥＣＵ１７を備えている。経路作成装置１は、表示装置３、警報装置４、及び運転支援装置５を制御する運転支援ＥＣＵ２と接続されている。
【００２４】
障害物検出装置１１はミリ波レーダやレーザレーダ等を含んで構成され、車両周辺に存在する障害物（建物やガードレール、歩行者等のような、車両の走行を妨げるもの）の位置を検出する装置である。障害物検出装置１１は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、障害物情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２５】
白線検出装置１２はカメラや画像処理装置等を含んで構成され、道路上に付された白線（車線）の位置を検出する装置である。白線検出装置１２は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、白線情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２６】
道路検出装置１３はレーザレーダ等を含んで構成され、道路の形状を検出する装置である。道路検出装置１３は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、道路形状情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２７】
走行状況検出装置１４は車輪速センサやヨーレートセンサ、操舵角センサ等を含んで構成され、速度や操舵角といった車両の運転状況を検出する装置である。走行状況検出装置１４は所定の間隔で検出処理を実行し、検出結果を随時、運転情報として経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２８】
周辺環境データベース１５はカーナビゲーションシステムの一部を構成し、車両周辺の地図情報を記憶する装置である。周辺環境データベース１５は経路作成ＥＣＵ１７からのアクセスを受け付け、要求された地図情報を経路作成ＥＣＵ１７に出力する。
【００２９】
制御切替スイッチ１６は、運転支援の方法を切り替えるための入力装置である。運転者はこのスイッチ１６を操作して、運転者に対して警報を発することだけを行う警報のみモードと、警報に代えて又はそれとともにブレーキやステアリングを制御する介入モードのどちらかを選択できる。制御切替スイッチ１６は、切替操作が行われると選択されたモードを制御モード情報として経路作成ＥＣＵ１７及び運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００３０】
以上説明した各検出装置、データベース及びスイッチは、走行経路の作成方法を選択するための情報である、車両あるいはその周辺の状況を検出する手段であるといえる。
【００３１】
経路作成ＥＣＵ１７は、開始点から目標点までの車両の走行経路（目標経路）を作成する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。この経路作成ＥＣＵ１７は機能的構成要素として第１作成部（第１作成手段）１７ａ、第２作成部（第２作成手段）１７ｂ、及び選択部（選択手段）を備えている。これらの構成要素は、後述する全探索手法及び確率的探索手法のアルゴリズムを含む所定のプログラムがＥＣＵに読み込まれて実行されることで実現される。
【００３２】
第１作成部１７ａは、開始点と目標点とを結ぶすべての経路のうちリスクが最も低いものを全探索手法により抽出し、抽出された経路を走行経路として作成する手段である。なお、リスクとは、車両の通常の走行が何らかの要因（例えば道路状況、混雑状況、歩行者の分布、天候など）で妨げられる可能性を示す指標である。本実施形態では、開始点は車両の現在位置と一致してもよいし、異なっていてもよい。全探索手法とは、すべての経路を探索することで所望の経路を作成する手法であり、毎回必ず最適解を求めることができるので信頼性が高い。ただし、全探索手法を計算する負荷及び時間は増大しがちである。全探索手法としては例えばダイクストラ法やＡ＊アルゴリズムなどが挙げられるが、第１作成部１７ａにより用いられる手法はこれらに限定されない。
【００３３】
第１作成部１７ａは選択部１７ｃから入力された指示信号から開始点及び目標点の位置情報を抽出し、これらの位置情報と、任意の検出手段から取得した情報（例えば地図情報や障害物情報など）とに基づいて経路作成処理を開始する。そして第１作成部１７ａは、作成した走行経路を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００３４】
第２作成部１７ｂは、開始点と目標点とを結ぶ経路を確率的探索手法により作成する手段である。確率的探索手法とは、空間上から確率的に（ランダムに）抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで経路を作成する手法であり、演算の負荷及び時間を抑制できる。ただし、この手法は確率を用いるので探索結果が毎回異なってしまい、全探索手法よりも信頼性が低くなってしまう。確率的探索手法としては例えばＲＲＴ（Rapidly-exploring Random Tree）や確率的関係モデル（Probabilistic Relational Model：ＰＲＭ）などが挙げられるが、第２作成部１７ｂにより用いられる手法はこれらに限定されない。
【００３５】
第２作成部１７ｂは選択部１７ｃから入力された指示信号から開始点及び目標点の位置情報を抽出し、これらの位置情報と、任意の検出手段から取得した情報（例えば地図情報や障害物情報など）とに基づいて経路作成処理を開始する。そして第２作成部１７ｂは、作成した走行経路を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００３６】
選択部１７ｃは、検出された車両又はその周辺の状況に基づいて第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂのどちらかを選択し、選択した作成部に走行経路の作成を指示する手段である。すなわち、選択部１７ｃは走行経路の作成方法を選択し、選択した方法に対応する作成部を起動する手段である。ここでは、リスクマップ生成領域の広さに基づく手法、及び算出する走行経路の精度に基づく手法の二つを説明する。
【００３７】
まず、走行経路の作成方法をリスクマップ生成領域の広さに基づいて選択する手法について説明する。リスクマップ生成領域とは車両が走行可能な領域のことをいう。したがって、例えば、車両が単路を走行中であるときなどは、車両が交差点や駐車場に位置しているときなどよりも一般にリスクマップ生成領域が小さいといえる。選択部１７ｃは、例えば入力された障害物情報、白線情報、道路形状情報、及び周辺環境データベース１５から読み出した地図情報のうちの少なくとも一つに基づいて、車両が現在走行している道路を含むリスクマップ生成領域を算出する。続いて選択部１７ｃはリスクマップ生成領域の面積を算出し、その面積と予め記憶している所定の閾値とを比較する。そして、領域の面積がその閾値よりも小さければ全探索手法を使うと決定し、そうでなければ確率的探索手法を使うと決定する。
【００３８】
全探索手法を使うと決定した場合には、選択部１７ｃは開始点及び目標点の位置情報を含む指示情報を生成し、その指示情報を第１作成部１７ａに出力する。一方、確率的探索手法を使うと決定した場合には、選択部１７ｃは同じように生成した指示情報を第２作成部１７ｂに出力する。
【００３９】
なお、面積の閾値の設定方法は任意であるが、例えば単路の場合は全探索手法が選択され、交差点や駐車場の場合には確率的探索手法が選択されるように閾値を設定することが考えられる。
【００４０】
次に、算出する走行経路の精度に基づいて当該経路の作成方法を決定する手法を説明する。走行経路に求める精度の決定方法は任意であるが、例えば選択部１７ｃは走行場面に応じて精度を決めてもよい。この場合選択部１７ｃは、入力された障害物情報、白線情報、道路形状情報、運転情報、及び周辺環境データベース１５から読み出した地図情報のうちの少なくとも一つに基づいて走行場面を推定する。走行場面としては、例えばレーン維持、路外逸脱回避、障害物回避、駐車などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。そして選択部１７ｃは推定した走行場面に基づいて、算出する走行経路の精度を決定する。例えば、選択部１７ｃは障害物回避や駐車の場面では精度を高くすると決定し、レーン維持や路外逸脱回避の場面では精度を低くすると決定するが、精度の決定方法は任意である。
【００４１】
また、選択部１７ｃは運転者が設定した制御モードに応じて精度を決めてもよい。すなわち選択部１７ｃは、入力された制御モード情報が介入モードを示す場合には精度を高くすると決定し、当該情報が警報のみモードを示す場合には精度を低くすると決定する。
【００４２】
更に、選択部１７ｃは車両と障害物との近接度に応じて精度を決めてもよい。すなわち選択部１７ｃは、入力された障害物情報、道路形状情報、及び周辺環境データベース１５から読み出した地図情報のうちの少なくとも一つに基づいて障害物の位置を算出する。続いて選択部１７ｃは車両と障害物との近接度、すなわち車両から障害物までの距離又は衝突予測時間（Time to Collision：ＴＴＣ）を算出する。
【００４３】
続いて選択部１７ｃは、予め記憶している近接度（距離又は衝突予測時間）の閾値と算出結果とを比較する。そして選択部１７ｃは、算出した距離又は衝突予測時間が対応する閾値よりも小さければ精度を高くすると決定し、そうでなければ精度を低くすると決定する。すなわち選択部１７ｃは、車両と障害物との近接度が一定のレベル以上であれば、走行経路に求める精度を高くすると決定する。
【００４４】
このように走行経路に求める精度を決めた後に、選択部１７ｃはその精度に応じて走行経路の作成方法を決定する。具体的には選択部１７ｃは、精度を高くすると決定した場合には全探索手法を選択し、上記指示情報を第１作成部１７ａに出力する。一方、精度を低くすると決定した場合には、選択部１７ｃは確率的探索手法を選択し、上記指示情報を第２作成部１７ｂに出力する。
【００４５】
選択部１７ｃは、上記のいずれかの方法により経路作成方法を選択し、その選択に基づいて指示情報を第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂのいずれか一方に出力する。これを受けて作成部１７ａ，１７ｂのどちらか一方が経路作成処理を実行する。作成手法を選択する処理は、走行経路を作成する処理の冒頭で一回だけ実行される。なお、走行経路作成処理自体は繰り返し（例えば周期的に）実行され得る。
【００４６】
図１に戻って、運転支援ＥＣＵ２は、経路情報に基づいて運転者又は運転を支援する制御を実行するＥＣＵである。運転支援ＥＣＵは入力された経路情報に基づいて表示装置３や警報装置４、運転支援装置５を制御する。
【００４７】
ここで、表示装置３はメータやヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）等を含んで構成され、テキストや画像で構成される情報を提供する装置である。また、警報装置４はスピーカを含んで構成され、音声案内や警報音を発する装置である。運転支援装置５はブレーキ・アクチュエータや電動パワーステアリング（ＥＰＳ）アクチュエータを含んで構成され、減速や操舵を自動的に行うことで運転を補助する装置である。
【００４８】
運転支援ＥＣＵ２は入力された制御モード信号が警報のみモードを示す場合には運転支援装置５を作動させず、介入モードを示す信号が入力された場合にのみ運転支援装置５を制御する。運転支援ＥＣＵ２における経路情報の利用方法は任意である。例えば運転支援ＥＣＵ２は、経路情報で示される走行経路を表示装置３に表示してもよい。また運転支援ＥＣＵ２は、経路情報で示される走行経路と実際の走行経路とのずれが所定値以上になった場合に警報装置４から警報を発したり運転支援装置５を作動させたりしてもよい。
【００４９】
以上説明したように本実施形態によれば、全探索手法及び確率的探索手法のいずれか一方が車両又はその周辺の状況に基づいて選択され、選択された手法により走行経路が作成される。これら二つの手法は上述したような長所短所を持っているが、車両又はその周辺の状況に応じて各手法の長所が生きるように探索手法を選ぶことで、演算時間と信頼性の双方を考慮して適切な走行経路を作成できる。
【００５０】
例えば一手法によれば、検出された車両の周辺環境に基づいて走行可能領域（リスクマップ生成領域）が算出され、その領域が相対的に狭い場合には全探索手法によりリスクが最小の走行経路が作成され、その領域が相対的に広い場合には確率的探索手法により比較的短時間に走行経路が作成される。したがって、より正確な運転が要求される場面において信頼性の高い走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００５１】
また別の手法によれば、検出された車両の運転状況に基づいて走行経路の精度が決定され、その精度が所定の閾値より高い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、走行経路に求められる精度に応じて走行経路の作成方法を選択することができる。例えば、より正確な運転が求められる領域ではリスクが最小となる経路を全探索手法により作成することができる。
【００５２】
更に別の手法によれば、検出された障害物の位置に基づいて車両と障害物との近接度、すなわち障害物への接近の度合いが算出される。そして、相対的に障害物に近い場合には全探索手法が採用され、そうでない場合には確率的探索手法が採用される。したがって、より正確な運転が要求される障害物付近においてリスクが最小の走行経路を作成することができ、それ以外の場面では走行経路の作成時間を抑制できる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る経路作成装置１の機能及び構成を説明する。第１実施形態と異なる点は経路作成ＥＣＵ１７の機能なのでこの点について特に説明し、他の部分については説明を省略する。また、装置のハードウェア構成や機能ブロックは第１実施形態と同様なので、当該実施形態と同一の符号を用いて説明する。
【００５４】
本実施形態において経路作成装置１は、車両が位置する開始点から一定の範囲内では第１作成部１７ａ（全探索手法）により走行経路を作成し、当該範囲を超えて目標点に至るまでの走行経路は第２作成部１７ｂ（確率的探索手法）により作成する。以下では、第１作成部１７ａにより走行経路が作成される範囲を全探索範囲といい、第２作成部１７ｂにより走行経路が作成される範囲を確率的探索範囲という。
【００５５】
このような作成方法の概念を図２を用いて説明する。車両Ｖの位置（開始点）から目標点Ｇまでの走行経路Ｒは、全探索範囲Ａ１において作成された走行経路Ｒ１と、確率的探索範囲Ａ２において作成された走行経路Ｒ２とを繋げたものである。図２における点Ｍは走行経路Ｒ１の終点且つ走行経路Ｒ２の始点である。
【００５６】
選択部１７ｃは、例えば周辺環境データベース１５から読み出した地図情報に基づいて車両の現在位置を算出してこの位置を開始点とするとともに、カーナビゲーションシステム等から目標点の位置情報を取得する。続いて選択部１７ｃはこれら開始点及び目標点の位置情報に基づいて全探索範囲を決定する。例えば、選択部１７ｃは開始点から所定の距離Ｘ（ｍ）を全探索範囲としてもよいし、開始点から目標点までの距離のうちの所定の割合Ｐ（％）の部分を全探索範囲としてもよい。ここで、そのような閾値Ｘ，Ｐは固定でもよいし、車速が高いほどＸあるいはＰを大きくするなどのように、車両の走行状況に応じて変えてもよい。続いて選択部１７ｃは、開始点及び目標点の位置情報と、全探索範囲を示す閾値（例えば上記ＸあるいはＰ）とを含む指示信号を生成して第１作成部１７ａに出力する。
【００５７】
第１作成部１７ａは選択部１７ｃから入力された指示信号から位置情報及び全探索範囲を示す閾値を抽出し、これらの情報に基づいて、全探索範囲における走行経路Ｒ１を作成する。この経路Ｒ１は全探索範囲においてリスクが最小となる経路である。そして第１作成部１７ａは、走行経路Ｒ１を示す経路情報及び目標点の位置情報を第２作成部１７ｂに出力するとともに、走行経路Ｒ１を作成したことを示す完了信号を選択部１７ｃに出力する。
【００５８】
選択部１７ｃは、第１作成部１７ａから完了信号が入力されると、確率的探索範囲における走行経路を作成させるための指示信号を第２作成部１７ｂに出力する。
【００５９】
第２作成部１７ｂは、選択部１７ｃから指示信号が入力されると、第１作成部１７ａから入力された経路情報及び目標点の位置情報に基づいて、確率的探索範囲における走行経路Ｒ２を作成する。なお走行経路Ｒ２は、走行経路Ｒ１の終点（図２における点Ｍ）と目標点とを結ぶ経路である。続いて第２作成部１７ｂは、走行経路Ｒ１及びＲ２を繋げることで開始点から目標点までの走行経路Ｒを作成し、その走行経路Ｒを示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、車両の近傍では全探索手法により走行経路が作成されるので、比較的すぐに運転することになる、現地点から所定の地点までの間ではリスクが最小となる経路が作成される。つまり、車両の近傍における経路の信頼性を高く維持できる。これにより、例えばリスクマップ生成領域の面積が相対的に広い場合でも、車両の近傍ではリスク最小の経路を得ることができる。一方、車両から比較的遠い領域では確率的探索手法により走行経路が作成されるので、高い信頼性が直ぐには求められない領域での経路作成時間を抑制できる。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る経路作成装置１の機能及び構成を説明する。第１実施形態と異なる点は経路作成ＥＣＵ１７の機能なのでこの点について特に説明し、他の部分については説明を省略する。また、装置のハードウェア構成や機能ブロックは第１実施形態と同様なので、当該実施形態と同一の符号を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態において経路作成装置１は、予め定められた制限時間Ｔｍａｘ（秒）以内で走行経路を作成する。経路作成装置１は、最初のＴａ秒間（ただしＴａ＜Ｔｍａｘ）は第１作成部１７ａ（全探索手法）により走行経路を作成し、Ｔａ秒経過後は第２作成部１７ｂ（確率的探索手法）により作成する。以下では上記時間Ｔａを全探索時間ともいう。
【００６３】
選択部１７ｃは、上記時間Ｔａ，Ｔｍａｘを予め内部に記憶するとともに、第１作成部１７ａ及び第２作成部１７ｂにおける処理時間Ｔを計測するためのタイマを備えている。選択部１７ｃは所定の処理タイミングになると開始点及び目標点の位置情報を含む指示信号を生成して第１作成部１７ａに出力し、処理時間の計測を開始する。なお本実施形態では、開始点は車両の現在位置と一致してもよいし、異なっていてもよい。Ｔ＝Ｔａになっても第１作成部１７ａでの処理が終了しない場合には、選択部１７ｃは経路作成処理の主体を第１作成部１７ａから第２作成部１７ｂに切り替える。その後、Ｔ＝Ｔｍａｘになっても第２作成部１７ｂでの処理が終了しない場合には、選択部１７ｃは経路作成処理をその時点で打ち切る。
【００６４】
第１作成部１７ａは選択部１７ｃから入力された指示信号から抽出した位置情報に基づいて、開始点から始まる走行経路を全探索手法により作成する。もし全探索時間Ｔａ以内に目標点までの走行経路を作成できた場合には、第１作成部１７ａはその走行経路を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。この場合には、選択部１７ｃにおける第１作成部１７ａから第２作成部１７ｂへの切替処理は実行されない。一方、Ｔ＝Ｔａとなった時点で作成したリスク最小の経路Ｒ１´の終点が目標点と一致しない場合には、第１作成部１７ａの作成処理は選択部１７ｃにより打ち切られる。この場合、第１作成部１７ａはその経路Ｒ１´を示す経路情報と目標点の位置情報とを第２作成部１７ｂに出力する。
【００６５】
第２作成部１７ｂは、全探索時間Ｔａが経過して選択部１７ｃによる切替処理が実行されると、第１作成部１７ａから入力された経路情報及び目標点の位置情報に基づいて、経路Ｒ１´の終点から始まる走行経路Ｒ２´を作成する。もし制限時間Ｔｍａｘ以内に目標点までの走行経路を作成できた場合には、第１作成部１７ａはその走行経路（経路Ｒ１´，Ｒ２´を繋げたもの）を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。この場合には、選択部１７ｃにおける打ち切り処理は実行されない。一方、Ｔ＝Ｔｍａｘとなった時点で走行経路Ｒ２´の終点が目標点と一致しない場合には、第２作成部１７ｂの作成処理は選択部１７ｃにより打ち切られる。この場合第２作成部１７ｂは、その時点までに作成できた途中までの走行経路（経路Ｒ１´，Ｒ２´を繋げたもの）を示す経路情報を運転支援ＥＣＵ２に出力する。
【００６６】
図３を用いて本実施形態に係る経路作成装置１の動作を説明する。まず第１作成部１７ａが、全探索時間Ｔａが経過するまでの間（ステップＳ１３参照）、全探索手法により走行経路を作成する（ステップＳ１１）。この時に目標点までの走行経路を作成できた場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第１作成部１７ａは開始点から目標点までの走行経路を運転支援ＥＣＵ２に出力し（ステップＳ１８）、これにより経路作成装置１の処理が終了する。
【００６７】
これに対して、全探索時間Ｔａに至っても目標点までの走行経路が作成されなかった場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、選択部１７ｃによる切替処理により第１作成部１７ａから第２作成部１７ｂへと経路作成処理の主体が移る。そして、第２作成部１７ｂが、制限時間Ｔｍａｘが経過するまでの間（ステップＳ１６参照）、全探索手法で作成された経路以降の走行経路を確率的探索手法により作成する（ステップＳ１４）。この時に目標点までの走行経路を作成できた場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、第２作成部１７ｂは開始点から目標点までの走行経路を運転支援ＥＣＵ２に出力し（ステップＳ１８）、これにより経路作成装置１の処理が終了する。
【００６８】
これに対して、制限時間Ｔｍａｘに至っても目標点までの走行経路が作成されなかった場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、選択部１７ｃによる打ち切りにより経路作成処理が終了し、第２作成部１７ｂが開始点から途中までの走行経路を運転支援ＥＣＵ２に出力する（ステップＳ１７）。
【００６９】
以上説明したように本実施形態によれば、最初は全探索手法により走行経路が作成され、その作成時間Ｔが閾値Ｔａを超えると、今度は確率的探索手法により走行経路が作成される。このように、全探索手法を用いる時間を制限することで、走行経路の作成時間が増大するのを抑制できる。この場合も第２実施形態と同様に、相対的に開始点に近い領域ではリスクが最小となる経路が作成されるので、比較的すぐに運転することになる、開始点から所定の地点までの間の走行経路の信頼性を高く維持できる。一方、相対的に開始点から遠い領域は高い信頼性が直ぐには求められない部分であるので、そのような領域における経路の作成時間を抑制することは有効である。
【００７０】
なお、本実施形態では制限時間Ｔｍａｘを設けたが、この時間を設定せず全探索時間Ｔａのみにより処理時間Ｔを管理してもよい。その場合には、第２作成部１７ｂにおける処理が打ち切られることはなく、目標点までの走行経路が作成されるまで確率的探索手法による処理が行われる。
【００７１】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００７２】
上記各実施形態の経路作成装置１の車両への搭載方法は任意である。例えば、経路作成装置１全体を車両に搭載して当該車両、すなわち自車両の移動経路を作成してもよい。また、経路作成ＥＣＵ１７以外の部分を車両に搭載し、経路作成ＥＣＵ１７に相当する機能を車外のシステムに埋め込み、当該システムと車両とを通信ネットワークで結ぶことで当該車両の移動経路を作成してもよい。
【００７３】
上記各実施形態では、第１作成部１７ａは開始点と目標点とを結ぶすべての経路のうちリスクが最も低いものを作成したが、全探索手法により作成する走行経路の性質は限定されない。例えば、第１作成部１７ａは存在し得るすべての経路のうち移動距離が最も短いものを作成してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…経路作成装置、１１…障害物検出装置（検出手段）、１２…白線検出装置（検出手段）、１３…道路検出装置（検出手段）、１４…走行状況検出装置（検出手段）、１５…周辺環境データベース（検出手段）、１６…制御切替スイッチ（検出手段）、１７…経路作成ＥＣＵ、１７ａ…第１作成部（第１作成手段）、１７ｂ…第２作成部（第２作成手段）、選択部（選択手段、計測手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、
空間上の経路を全探索することにより前記走行経路を作成する第１作成手段と、
空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで前記走行経路を作成する第２作成手段と、
前記車両の状況又は該車両の周辺の状況を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された状況に基づいて前記第１作成手段及び前記第２作成手段のいずれか一方を前記走行経路を作成するための手段として選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする経路作成装置。
【請求項２】
前記検出手段が前記車両の周辺環境を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された周辺環境に基づいて前記車両が走行可能な領域を算出し、算出された領域の面積が所定の閾値より小さければ前記第１作成手段を選択し、そうでなければ前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項３】
前記検出手段が前記車両の運転状況を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された運転状況に基づいて、作成しようとする前記走行経路の精度を決定し、決定された精度が所定の閾値より高ければ前記第１作成手段を選択し、そうでなければ前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項４】
前記検出手段が前記車両周辺の障害物の位置を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された障害物の位置に基づいて前記車両と該障害物との近接度を算出し、算出された近接度が所定の閾値以上であれば前記第１作成手段を選択し、そうでなければ前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項５】
前記検出手段が前記車両の現在位置を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された現在位置に基づいて、前記車両から一定の範囲内における前記走行経路を作成するために前記第１作成手段を選択し、当該範囲を超えた領域における前記走行経路を作成するために前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項６】
開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、
空間上の経路を全探索することにより前記走行経路を作成する第１作成手段と、
空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで前記走行経路を作成する第２作成手段と、
前記走行経路の作成時間を計測する計測手段と、
前記作成時間が所定の閾値以下の場合には前記走行経路を作成するための手段として前記第１作成手段を選択し、前記作成時間が該閾値を超えた場合には前記走行経路を作成するための手段として前記第２作成手段を選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする経路作成装置。
【請求項７】
前記第１作成手段が、前記空間上の経路のうちリスクが最小となる走行経路を作成する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の経路作成装置。
【請求項１】
開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、
空間上の経路を全探索することにより前記走行経路を作成する第１作成手段と、
空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで前記走行経路を作成する第２作成手段と、
前記車両の状況又は該車両の周辺の状況を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された状況に基づいて前記第１作成手段及び前記第２作成手段のいずれか一方を前記走行経路を作成するための手段として選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする経路作成装置。
【請求項２】
前記検出手段が前記車両の周辺環境を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された周辺環境に基づいて前記車両が走行可能な領域を算出し、算出された領域の面積が所定の閾値より小さければ前記第１作成手段を選択し、そうでなければ前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項３】
前記検出手段が前記車両の運転状況を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された運転状況に基づいて、作成しようとする前記走行経路の精度を決定し、決定された精度が所定の閾値より高ければ前記第１作成手段を選択し、そうでなければ前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項４】
前記検出手段が前記車両周辺の障害物の位置を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された障害物の位置に基づいて前記車両と該障害物との近接度を算出し、算出された近接度が所定の閾値以上であれば前記第１作成手段を選択し、そうでなければ前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項５】
前記検出手段が前記車両の現在位置を検出し、
前記選択手段が、前記検出手段により検出された現在位置に基づいて、前記車両から一定の範囲内における前記走行経路を作成するために前記第１作成手段を選択し、当該範囲を超えた領域における前記走行経路を作成するために前記第２作成手段を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項６】
開始点から目標点までの車両の走行経路を作成する経路作成装置であって、
空間上の経路を全探索することにより前記走行経路を作成する第１作成手段と、
空間上から確率的に抽出された点に基づいて設定されたノードを順次接続することで前記走行経路を作成する第２作成手段と、
前記走行経路の作成時間を計測する計測手段と、
前記作成時間が所定の閾値以下の場合には前記走行経路を作成するための手段として前記第１作成手段を選択し、前記作成時間が該閾値を超えた場合には前記走行経路を作成するための手段として前記第２作成手段を選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする経路作成装置。
【請求項７】
前記第１作成手段が、前記空間上の経路のうちリスクが最小となる走行経路を作成する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の経路作成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１１８６０９（Ｐ２０１１−１１８６０９Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４７００（Ｐ２００９−２７４７００）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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