本発明は、自車両に先行する先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する走行制御装置および走行制御方法に関する。

従来、自車両に先行する先行車両との車間距離を適当な所定の距離に保ちながら前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する走行制御装置が知られており、例えば、特許文献1に開示されている。

この特許文献1に開示された車両の走行制御装置は、自車両の走行車線及び自車両前方の先行車両を認識して自車両が追従走行する対象となる目標経路を生成する車両の走行制御装置であって、前記目標経路を、前記走行車線に基づく経路として生成する車線経路生成部と、前記目標経路を、前記先行車両の走行軌跡に基づく経路として生成する先行車両経路生成部と、前記先行車両を認識している状況で前記走行車線を安定的に認識できない条件が成立する場合、前記目標経路を、前記走行車線に基づく経路の経路成分と前記先行車両の走行軌跡に基づく経路の経路成分とを所定の混合比率で混合した複合経路として生成する複合経路生成部とを備える。

特開2018−24344号公報

ところで、適当な車間距離で先行車両に自車両を追従させる追従走行制御では、その制御中、先行車両に応じて自車両の走行経路を所与の時間間隔で繰り返し所与の演算処理装置で求める必要がある。このため、前記自車両の走行経路を演算する演算量(情報処理量)が多くなると、前記所与の時間間隔以内に前記走行経路が求められない虞がある。例えば、前記特許文献1に開示された走行制御装置のように、先行車両の走行軌跡に沿って自車両の走行経路が演算される場合に、前記演算量が多くなり、特に、道路がカーブしていると、前記演算量が多くなってしまう虞がある。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より簡単な演算で追従走行制御できる走行制御装置および走行制御方法を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる走行制御装置は、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部と、前記測定部で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理部と、前記走行方向処理部で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御部とを備える。好ましくは、上述の走行制御装置において、前記測定部は、対象物を検出し、前記検出した対象物の位置を測定するレーダ装置と、前記自車両の走行方向を撮像して画像を生成する撮像装置と、前記撮像装置で生成された画像から前記先行車両の画像領域に求め、前記レーダ装置で検出された対象物の中から、前記求めた画像領域に対応する対象物を選択し、前記選択した対象物の、前記レーダ装置で測定された位置を前記先行車両の第2位置とする処理部とを備える。

このような走行制御装置は、先行車両方向と自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求めるという演算処理で先行車両に対する追従走行制御の走行方向を設定できるので、より簡単な演算で追従走行制御できる。

他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記測定部は、さらに、前記自車両と前記先行車両との間の距離を測定することで、前記自車両の第1位置に対する、前記先行車両の第2位置を測定し、前記走行方向処理部は、前記自車両の第1位置を原点とし、前記自車両の走行方向をX軸とし、前記自車両の車幅方向をY軸とするXY直交座標系を設定した場合に、前記Y軸上に中心点を持ち、かつ、前記自車両の第1位置および前記先行車両の第2位置それぞれを通る円における、前記自車両の第1位置から、前記自車両の走行方向側へ、前記先行車両の第2位置までの円弧上に第3位置を設定し、前記自車両の第1位置および前記設定した第3位置を結ぶ線分の、前記自車両の第1位置から前記第3位置へ向かう方向を、前記新たな自車両の走行方向とする。

自車両の第1位置および先行車両の第2位置それぞれを通る円における前記円弧は、前記先行車両の走行軌跡を反映した形状となると推察できる。したがって、上記走行制御装置は、前記自車両の第1位置および前記円弧上の第3位置を結ぶ前記線分の前記方向を、前記新たな自車両の走行方向とするので、前記先行車両の走行軌跡を考慮して前記新たな自車両の走行方向を決定できる。特に、先行車両が車線のカーブに応じて走行した場合には、上記走行制御装置は、前記車線のカーブを考慮して前記新たな自車両の走行方向を決定できる。そして、前記第3位置を自車両の目標位置に設定することもでき、これによって、上記走行制御装置は、前記自車両の第1位置と前記第3位置(前記自車両の目標位置)とを結ぶ線分を走行経路として設定できる。

他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記走行方向処理部は、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第3位置を調整して前記円弧上に設定する。

このような走行制御装置は、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第3位置を調整するので、前記車線のカーブに沿うように前記新たな自車両の走行方向を決定できる。

他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記走行方向処理部は、前記円弧の曲率半径が所定の閾値より大きい場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置より前記先行車両の第2位置側に設定し、前記円弧の曲率半径が前記閾値と一致する場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置に設定し、前記円弧の曲率半径が前記閾値より小さい場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第1位置側に設定するように、前記円弧の曲率半径に基づいて前記第3位置を調整して前記円弧上に設定する。

このような走行制御装置は、上記のように前記円弧の曲率半径に基づいて前記第3位置を調整するので、前記車線のカーブにより沿うように前記新たな自車両の走行方向を決定できる。

他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記自車両の速度を測定する速度測定部をさらに備え、前記走行方向処理部は、前記速度測定部で測定された自車両の速度に基づいて前記第3位置を調整して前記円弧上に設定する。

このような走行制御装置は、前記自車両の速度に基づいて前記第3位置を調整するので、先行車両が操舵して走行方向を変えた場合に、外に膨らんだり、内側に寄ったり等を低減できる。

他の一態様では、上述の走行制御装置において、前記走行方向処理部は、前記速度測定部で測定された自車両の速度が所定の第2閾値より大きい場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置より前記先行車両の第2位置側に設定し、前記速度測定部で測定された自車両の速度が前記第2閾値と一致する場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置に設定し、前記速度測定部で測定された自車両の速度が前記第2閾値より小さい場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第1位置側に設定するように、前記速度測定部で測定された自車両の速度に基づいて前記第3位置を調整して前記円弧上に設定する。

このような走行制御装置は、先行車両が操舵して走行方向を変えた場合に、自車両の速度が第2閾値より大きい場合には、第3位置を前記円弧の中央位置より先行車両の第2位置側に設定するので、外に膨らむことを抑制でき、前記自車両の速度が前記第2閾値より小さい場合には、前記第3位置を前記円弧の中央位置より前記自車両の第1位置側に設定するので、内側に寄ることを抑制できる。

本発明の他の一態様にかかる走行制御方法は、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定工程と、前記測定工程で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理工程と、前記走行方向処理工程で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御工程とを備える。

このような走行制御方法は、先行車両方向と自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求めるという演算処理で先行車両に対する追従走行制御の走行方向を設定できるので、より簡単な演算で追従走行制御できる。

本発明にかかる走行制御装置および走行制御方法は、より簡単な演算で追従走行制御できる。

実施形態における走行制御装置の構成を説明するための図である。

追従走行制御のために求められる、自車両の第1位置と先行車両の第2位置とを通る円を説明するための図である。

図2に示す円における円弧上に設定される第3位置を説明するための図である。

図3に示す円弧上に設定された第3位置に基づく走行方向および走行経路を説明するための図である。

前記走行制御装置おける追従走行制御にかかる動作を示すフローチャートである。

前記走行制御装置の一効果を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の1または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

図1は、実施形態における走行制御装置の構成を説明するための図である。図1Aは、走行制御装置の構成を示すブロック図であり、図1Bは、レーダ装置および撮像装置の配置位置を説明するための図である。図2は、追従走行制御のために求められる、自車両の第1位置と先行車両の第2位置とを通る円を説明するための図である。図2Aは、XY直交座標系および前記円を説明するための図であり、図2Bは、前記円の半径を求め方を説明するための図である。図3は、図2に示す円における円弧上に設定される第3位置を説明するための図である。図4は、図3に示す円弧上に設定された第3位置に基づく走行方向および走行経路を説明するための図である。

実施形態における走行制御装置は、自車両に先行する先行車両との車間距離を適宜な所定の距離に保ちながら前記先行車両に追従するように前記自車両を制御する装置であり、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部と、前記測定部で測定された先行車両方向と前記自車両の走行方向との間に、新たな自車両の走行方向を求める走行方向処理部と、前記走行方向処理部で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、前記先行車両に追従するように前記自車両の走行を制御する追従制御部とを備える。以下、より具体的に説明する。

実施形態における走行制御装置CTSは、例えば、図1Aに示すように、レーダ装置1−1と、撮像装置1−2と、制御処理部2と、記憶部3と、動力部4と、制動部5と、操舵部6とを備える。

レーダ装置1−1は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って、所定の送信波を送信し、対象物で反射した送信波の反射波を受信することにより、前記対象物を検出し、前記対象物の方向と前記対象物までの距離を測定することにより、前記対象物の位置を測定する装置である。そして、本実施形態では、先行車両の検出や追従走行制御のために、レーダ装置1−1は、送信波に対する反射波のドップラーシフトに基づき、自車両VCsに対する前記対象物の相対速度も求めている。レーダ装置1−1は、例えば、本実施形態では、図1Bに示すように、車両VC(以下、説明の都合上、先行車両VCpと区別するために、「自車両VCs」と呼称する)の前端部に設けられ、自車両の前方を所定の第1対象範囲(レンジ)R1で対象物を測定する。一例では、例えば、レーダ装置1−1は、ミリ波帯の送信波を第1対象範囲R1で走査しながら送信する送信部と、前記送信波が対象物で反射した反射波を受信する受信部と、前記送信波と前記反射波とに基づいて前記対象物の方向と前記対象物までの距離とを求めることで、前記対象物の位置を求める信号処理部とを備える。前記信号処理部は、第1対象範囲R1の走査における前記送信波の送信方向から前記対象物の方向を求め、前記送信波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングとの時間差に基づいて、前記対象物までの距離を求める(TOF(Time−Of−Flight)方式)。なお、レーダ装置1−1は、このような構成に限らず、適宜な種類のレーダ装置であって良い。例えば、レーダ装置1−1は、ミリ波帯ではなく、レーザ光を利用したレーザレーダ装置であって良く、また、レーダ装置1−1は、複数の受信アンテナを備え、前記複数の受信アンテナが受信した反射波の位相差から前記対象物の方向を求める装置であっても良い。

レーダ装置1−1は、このように測定した対象物における位置(方向、距離)および相対速度を制御処理部2へ出力する。なお、レーダ装置1−1は、複数の対象物を検出した場合には、前記複数の対象物それぞれの各位置(各方向、各距離)および各相対速度を制御処理部2へ出力する。

撮像装置1−2は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って画像を生成する装置である。撮像装置1−2は、路面を含むように、自車両VCsの前方(走行方向)を撮像するように、自車両VCsに搭載される。例えば、本実施形態では、図1Bに示すように、撮像装置1−2は、自車両VCs内において、フロントガラス近傍の天井面(ルーフ内側面)に、路面を含むように、自車両VCsの前方(走行方向)を所定の第2対象範囲(画角)R2で撮像するように、その撮影方向(光軸方向)を斜め下方に向けて配設される。一例では、例えば、撮像装置1−2は、被写体(対象物)の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記被写体の光学像を電気的な信号に変換するエリアイメージセンサ、および、エリアイメージセンサの出力を画像処理することで前記被写体の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタルカメラである。撮像装置1−2は、この生成した画像を制御処理部2へ出力する。

動力部4は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って自車両VCsを駆動(移動)する動力を生成する装置である。動力部4が生成した動力は、動力を伝達する動力伝達機構を介して駆動輪に伝達され、駆動輪を回転させる。動力部4は、例えば、エンジン、モータおよびこれらのハイブリッド装置等の原動機およびその付属機器を備えて構成される。

制動部5は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って自車両VCsに制動力を与え、自車両VCsを減速する装置である。制動部5は、自車両VCsを減速した結果、停止させることもでき、自車両VCsの停止中に制動力を与え続けた結果、自車両VCsの停止を維持することもできる。制動部5は、例えば、ディスクブレーキおよび回生ブレーキ等のブレーキ装置およびその付属機器を備えて構成される。

操舵部6は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って自車両VCsの操舵を行う装置である。操舵部6は、自車両VCsの操舵輪の方向を変えるステアリング装置およびその付属機器を備えて構成される。

動力部4および制動部5それぞれを制御することで、自車両VCsの加速度が調整され、自車両VCsの速度(車速)が調整される。操舵部6を制御することで、自車両VCsの走行方向が調整される。

記憶部3は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従って各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、走行制御装置CTSの各部1−1、1−2、3〜6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、レーダ装置1−1で検出され測定された対象物の位置(方向、距離)および撮像装置1−2で生成された画像に基づいて先行車両VCpの方向を求める先行車両処理プログラムや、先行車両VCpの方向(先行車両方向)と自車両VCsの走行方向との間に、新たな自車両CVsの走行方向を求める走行方向処理プログラムや、前記走行方向処理プログラムで求められた新たな自車両VCsの走行方向に沿いながら、先行車両VCpに追従するように自車両VCsの走行を制御する追従制御プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、後述のように円弧上に第3位置を設定するための規則(後述では定数α)等の、各プログラムを実行する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部3は、例えば不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等を備える。そして、記憶部3は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部2のワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等を含む。

制御処理部2は、走行制御装置CTSの各部1−1、1−2、3〜6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、自車両VCsに先行する先行車両VCpに追従するように自車両VCsの走行を制御するための回路である。制御処理部2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部2は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部21、先行車両処理部22、走行方向処理部23および追従制御部24を機能的に備える。

制御部21は、走行制御装置CTSの各部1−1、1−2、3〜6を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、走行制御装置CTSの全体制御を司るものである。

先行車両処理部22は、レーダ装置1−1で検出され測定された対象物の位置(方向、距離)および撮像装置1−2で生成された画像に基づいて先行車両VCpの方向を求めるものである。より具体的には、本実施形態では、先行車両処理部22は、レーダ装置1−1で検出され測定された対象物の位置(方向、距離)および撮像装置1−2で生成された画像に基づいて先行車両VCpの第2位置を求める。まず、先行車両処理部22は、レーダ装置1−1で検出された対象物の中から、自車両VCsに対し相対速度を持つ対象物を選択する。次に、先行車両処理部22は、撮像装置1−2で生成された画像において、前記選択した対象物の位置に対応する所定のサイズの画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。例えば、先行車両処理部22は、車両に関わる所定の特徴量が前記画像領域から抽出されるか否かを判定することによって、前記画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。より詳しくは、例えば、前記画像領域からエッジフィルタによってエッジが抽出され、前記抽出されたエッジから直線のハフ変換によって直線が抽出され、前記抽出された直線によって形成される矩形が前記特徴量として抽出されるか否かが判定される。また例えば、車両を表すテンプレートが予め用意され、先行車両処理部22は、前記画像領域に対しテンプレートマッチングを実行して車両が抽出されるか否かによって、前記画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。また例えば、車両を抽出するように機械学習(例えば深層学習等)された機械学習モデル(例えば畳み込みニューラルネットワークモデル(CNNモデル)等)が予め用意され、先行車両処理部22は、前記画像領域から前記機械学習モデルによって車両が抽出されるか否かによって、前記画像領域に車両が写り込んでいるか否かを判定する。そして、先行車両処理部22は、前記判定の結果、前記画像領域に車両が写り込んでいる場合に、前記選択した対象物を先行車両VCpとし、前記選択した対象物の、レーダ装置1−1で測定された位置(対象物の方向および距離)を先行車両VCpの第2位置とする。

このように、先行車両処理部22は、レーダ装置1−1の測定結果と撮像装置1−2の生成画像に基づいて先行車両VCpの方向、本実施形態では、位置を求めているので、レーダ装置1−1の第1対象範囲R1が少なくとも水平方向で撮像装置1−2の第2対象範囲R2に包含されていることが好ましい(水平方向において、R1≦R2)。

走行方向処理部23は、先行車両VCpの方向(先行車両方向)と自車両VCsの走行方向との間に、新たな自車両CVsの走行方向を求めるものである。なお、先行車両VCpの方向は、先行車両VCpにおける車両前後方向の中心軸を通過する線に沿う向きであるとは、限らない。例えば、先行車両VCpの方向は、自車両VCsから見た先行車両VCpの向きや、レーダ装置1−1で検出した検出点から先行車両VCpの移動方向を推定した向き等である。

より具体的には、本実施形態では、まず、走行方向処理部23は、図2Aに示すように、自車両VCsの第1位置Psを原点(0、0)とし、自車両VCsの走行方向をX軸とし、自車両VCsの車幅方向をY軸とするXY直交座標系を設定し、Y軸上に中心点Pcを持ち、かつ、自車両VCsの第1位置Psおよび先行車両VCpの第2位置Ppそれぞれを通る円(補助円)CRを求める。より詳しくは、図2Bに示すように、先行車両VCpの第2位置Ppの座標値を(x、y)とし、補助円CRの半径をRとし、座標値(0、y)の点をPaとし、第1位置(原点)Psでは無い補助円CRとY軸との交点をPbとすると、辺PpPbを共通に持つ直角三角形PsPpPbと直角三角形PaPpPbとから、補助円CRの半径Rは、(x²+y²)/(2y)と求まり、補助円CRは、中心点Pc(0、R)、半径R=(x²+y²)/(2y)の円となる。次に、走行方向処理部23は、図3に示すように、補助円CRにおける、自車両VCsの第1位置Psから、自車両VCsの走行方向側へ、先行車両VCpの第2位置Ppまでの円弧AR上に第3位置Ptを設定する。前記円弧ARは、図3から見て取れるように、先行車両VCpの走行軌跡を反映した形状となると推察できる。第3位置Ptは、予め適宜に規定された規則(ルール)に従って設定される。一例では、第3位置Ptの座標値を(x’、y’)とした場合、第3位置PtのX座標値x’は、先行車両VCpの第2位置PpにおけるX座標値xの定数α倍に設定され(x’=α・x、0<α<1)、第3位置PtのY座標値y’は、補助円CRを表す式にx’=α・xを代入することによって求められる。定数αは、例えば、0.3、0.5、0.7等で適宜に設定される。図3には、定数αが0.5である場合の第3位置Pt(x’、y’)が図示されている。そして、走行方向処理部23は、図4に示すように、自車両VCsの第1位置Psおよび前記設定した第3位置Ptを結ぶ線分PsPtの、自車両VCsの第1位置Psから第3位置Ptへ向かう方向DRsを、新たな自車両の走行方向とする。

すなわち、走行方向処理部23は、前記自車両VCsの第1位置Psを原点とし、前記自車両VCsの走行方向をX軸とし、前記自車両VCsの車幅方向をY軸とするXY直交座標系を設定した場合に、前記Y軸上に中心点Pcを持ち、かつ、前記自車両VCsの第1位置Psおよび前記先行車両VCpの第2位置Ppそれぞれを通る円(補助円)CRにおける、前記自車両VCsの第1位置Psから、前記自車両VCsの走行方向側(X軸の正側)へ、前記先行車両VCpの第2位置Ppまでの円弧AR上に第3位置Ptを設定し、前記自車両VCsの第1位置Psおよび前記設定した第3位置Ptを結ぶ線分PsPtの、前記自車両VCsの第1位置Psから前記第3位置Ptへ向かう方向DRsを、前記新たな自車両の走行方向とする。

追従制御部24は、走行方向処理部23で求められた新たな自車両の走行方向に沿いながら、先行車両VCpに追従するように自車両VCsの走行を制御するものである。より具体的には、例えば、本実施形態では、追従制御部24は、走行方向処理部23で求められた第3位置Ptを目標位置とし、自車両VCsの第1位置Psと第3位置Ptとを結ぶ線分PsPtを走行経路に設定し、繰り返し実行される追従走行制御の制御サイクルにおける1回の制御サイクルでの操舵角変更量と車速変更量(加速度変更量)とを、自車両VCsと先行車両VCpとの相対速度およびこれらの車間距離、ならびに、自車両VCsの第1位置Psと第3位置Ptとの間の距離(目標距離)に基づいて求め、この求めた操舵角変更量となるように操舵部6を制御し、前記求めた車速変更量(加速度変更量)となるように動力部4および制動部5の少なくとも一方を制御する。これら操舵角変更量および車速変更量(加速度変更量)それぞれは、例えば、これらと、前記相対速度、前記車間距離および前記目標距離と関係を表す関係式やルックアップテーブルを予め作成して記憶部3に記憶しておき、前記関係式や前記ルックアップテーブルを用いて求められる。

このような構成の走行制御装置CTSでは、レーダ装置1−1、撮像装置1−2および制御処理部2の先行車両処理部22は、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部の一例に相当し、さらには、前記自車両と前記先行車両との間の距離を測定することで、前記自車両の第1位置に対する、前記先行車両の第2位置を測定する測定部の一例に相当する。

次に、本実施形態の動作について説明する。図5は、前記走行制御装置おける追従走行制御にかかる動作を示すフローチャートである。図6は、前記走行制御装置の一効果を説明するための図である。

このような走行制御装置CTSは、自車両VCsが稼働を始め、図略の追従走行制御をオンオフするスイッチがオンされると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部2には、制御部21、先行車両処理部22、走行方向処理部23および追従制御部24が機能的に構成される。そして、制御処理部2は、所定の時間間隔で繰り返し実行される追従走行制御の制御サイクルにおける1回の制御サイクルおいて、次のように動作することで、自車両VCsに先行する先行車両VCpに追従するように自車両VCsの走行を制御している。

図5において、まず、制御処理部2は、先行車両VCpを抽出し、その第2位置Ppを測定する(S1)。より具体的には、制御処理部2は、レーダ装置1−1から対象物の位置(方向、距離)を取得し、撮像装置1−2から画像を取得し、先行車両処理部22によってこれらから上述のように処理することで、先行車両VCpの第2位置Ppを求める。この際に、制御処理部2は、レーダ装置1−1で測定した対象物との相対速度を、先行車両VCpとの相対速度とする。

次に、制御処理部2は、走行方向処理部23によって、自車両VCsの走行方向(X軸)と先行車両VCpとの車幅方向(Y軸方向)での間の距離であるオフセット(先行車両VCpのY座標値y)が予め設定された所定のオフセット閾値(OS閾値)以下であるか否かを判定する(S2)。車幅方向にける自車両VCsと先行車両VCpとの間の距離(オフセット)が小さいと、追従走行制御を仕様に応じた精度で実施できる補助円CRが形成できないので、本実施形態では、この処理S2が実行される。前記OS閾値は、この観点から、例えば10cm、20cm、30cm等で適宜に予め設定される。この判定の結果、オフセットyがOS閾値以下である場合(Yes)には、制御処理部2は、今回の制御サイクルを終了し、一方、オフセットyがOS閾値以下ではない場合(オフセットyがOS閾値を超えている場合、No)には、制御処理部2は、次に、処理S3を実行する。

この処理S3では、制御処理部2は、走行方向処理部23によって、自車両VCsの第1位置Psと先行車両VCpの第2位置Ppとに基づき、図2を用いて上述したように、補助円CRを求める。

この処理S3に続いて、制御処理部2は、走行方向処理部23によって、図3を用いて上述したように、処理S3で求めた補助円CRの円弧AR上に、第3位置Ptを設定する(S4)。

この処理S3に続いて、制御処理部2は、この処理S4で設定した第3位置Ptに基づき追従走行制御を行い(S5)、今回の制御サイクルを終了する。より具体的には、制御処理部2は、まず、走行方向処理部23によって、図4を用いて上述したように、線分PsPtの、第1位置Psから第3位置Ptへ向かう方向DRsを、新たな自車両の走行方向とし、そして、追従制御部24によって、前記新たな自車両の走行方向に沿いながら、先行車両VCpに追従するように自車両VCsの走行を制御する。この追従走行制御では、上述したように、追従制御部24は、前記第3位置Ptを目標位置とし、前記線分PsPtを走行経路に設定し、この1回の制御サイクルでの操舵角変更量と車速変更量(加速度変更量)とを求め、この求めた操舵角変更量となるように操舵部6を制御し、前記求めた車速変更量(加速度変更量)となるように動力部4および制動部5の少なくとも一方を制御する。

このような制御が、追従走行制御がオフされるまで、繰り返し実行され、追従走行制御が行われる。

以上説明したように、実施形態における走行制御装置CTSおよびこれに実装された走行制御方法は、先行車両VCpの方向と自車両VCsの走行方向との間に、新たな自車両VCsの走行方向を求めるという演算処理で先行車両VCpに対する追従走行制御の走行方向を設定できるので、より簡単な演算で追従走行制御できる。

上述したように、自車両VCsの第1位置Psおよび先行車両VCpの第2位置Ppそれぞれを通る補助円CRにおける前記円弧ARは、先行車両VCpの走行軌跡を反映した形状となると推察できる。したがって、上記走行制御装置CTSおよび走行制御方法は、自車両VCsの第1位置Psおよび円弧AR上の第3位置Ptを結ぶ線分PsPtの、第1位置Psから第3位置Ptへ向かう方向を、前記新たな自車両VCsの走行方向とするので、図6に示すように、先行車両VCpの走行軌跡を考慮して前記新たな自車両VCsの走行方向を決定できる。特に、先行車両VCpが車線のカーブに応じて走行した場合には、上記走行制御装置CTSおよび走行制御方法は、前記車線のカーブを考慮して前記新たな自車両VCsの走行方向を決定できる。そして、前記車線がカーブしている場合には、図6に示すように、自車両VCsの第1位置Psと先行車両VCpとを結ぶ線分PsPpが走行経路に設定されてしまうと、前記車線の曲率半径によっては、自車両VCsが車線を逸脱してしまう虞があるが、本実施形態では、上記走行制御装置CTSおよび走行制御方法は、第3位置Ptを自車両の目標位置に設定し、自車両VCsの第1位置Psと前記第3位置(前記自車両VCsの目標位置)Ptとを結ぶ線分PsPtを走行経路として設定できるので、自車両VCsの車線の逸脱を低減できる。

なお、上述の実施形態では、前記円弧上に設定される第3位置Ptは、予め適宜に設定された規則によって設定されたが、これに限定されず、調整されて前記円弧AR上に設定されても良い。

例えば、走行方向処理部23は、前記円弧ARの曲率半径に基づいて前記第3位置Ptを調整して前記円弧AR上に設定しても良い。このような走行方向処理部23を持つ走行制御装置CTSは、前記円弧ARの曲率半径に基づいて前記第3位置Ptを調整するので、前記車線のカーブに沿うように前記新たな自車両VCsの走行方向を決定できる。より具体的には、例えば、走行方向処理部23は、前記円弧ARの曲率半径が所定の閾値(第1閾値)Th1より大きい場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記先行車両VCpの第2位置側に設定し、前記円弧ARの曲率半径が前記閾値Th1と一致する場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置に設定し、前記円弧ARの曲率半径が前記閾値Th1より小さい場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記自車両VCsの第1位置側に設定するように、前記円弧ARの曲率半径に基づいて前記第3位置Ptを調整して前記円弧AR上に設定する。また例えば、走行方向処理部23は、前記円弧ARの曲率半径が所定の閾値Th1以上である場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記先行車両VCpの第2位置側に設定し、前記円弧ARの曲率半径が前記閾値未満である場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記自車両VCsの第1位置側に設定するように、前記円弧ARの曲率半径に基づいて前記第3位置Ptを調整して前記円弧AR上に設定する。このような走行方向処理部23を持つ走行制御装置CTSは、上述の各ケースのように前記円弧ARの曲率半径に基づいて前記第3位置Ptを調整するので、前記車線のカーブにより沿うように前記新たな自車両VCsの走行方向を決定できる。

なお、この場合において、前記円弧ARの曲率半径の代わりに、自車両VCsが走行する車線の曲率半径が用いられても良い。例えば、撮像装置1−2の画像から、公知の常套手段によって、1対の車線境界線(レーンマーカ)が抽出され、この抽出された1対の車線境界線によって特定される車線の曲率半径(例えば自車両から先行車両までの車線の平均曲率半径等)が求められる。

また例えば、走行制御装置CTSは、図1に破線で示すように、前記自車両VCsの速度を測定する速度測定部7をさらに備える。速度測定部7は、制御処理部2に接続され、制御処理部2の制御に従い自車両VCsの速度(車速)を測定し、この測定した自車両VCsの速度を制御処理部2へ出力する。走行方向処理部23は、速度測定部7で測定された自車両VCsの速度に基づいて前記第3位置Ptを調整して前記円弧AR上に設定しても良い。このような走行方向処理部23を持つ走行制御装置CTSは、前記自車両VCsの速度に基づいて前記第3位置Ptを調整するので、先行車両VCpが操舵して走行方向を変えた場合に、外に膨らんだり、内側に寄ったり等を低減できる。より具体的には、例えば、走行方向処理部23は、前記速度測定部7で測定された自車両VCsの速度が所定の第2閾値Th2より大きい場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記先行車両VCpの第2位置側に設定し、前記速度測定部7で測定された自車両VCsの速度が前記第2閾値Th2と一致する場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置に設定し、前記速度測定部7で測定された自車両VCsの速度が前記第2閾値Th2より小さい場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記自車両VCsの第1位置側に設定するように、前記速度測定部7で測定された自車両VCsの速度に基づいて前記第3位置Ptを調整して前記円弧AR上に設定する。また例えば、走行方向処理部23は、速度測定部7で測定された自車両VCsの速度が所定の第2閾値Th2以上である場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記先行車両VCpの第2位置側に設定し、速度測定部7で測定された自車両VCsの速度が前記第2閾値Th2未満である場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記自車両VCsの第1位置側に設定するように、速度測定部7で測定された自車両VCsの速度に基づいて前記第3位置Ptを調整して前記円弧AR上に設定する。このような走行方向処理部23を持つ走行制御装置CTSは、先行車両VCpが操舵して走行方向を変えた場合に、自車両VCsの速度が第2閾値Th2より大きい場合や自車両VCsの速度が第2閾値Th2以上である場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より先行車両VCpの第2位置側に設定するので、外に膨らむことを抑制でき、前記自車両VCsの速度が前記第2閾値Th2より小さい場合や前記自車両VCsの速度が前記第2閾値Th2未満である場合には、前記第3位置Ptを前記円弧ARの中央位置より前記自車両VCsの第1位置側に設定するので、内側に寄ることを抑制できる。

なお、上述の実施形態では、レーダ装置1−1の測定結果から移動体が出され、撮像装置1−2の画像から、この移動体が車両か否かを判定することで、先行車両VCpが検出され、先行車両BCpの位置が求められたが、先行車両処理部22は、次のように、先行車両VCpの第2位置を求めても良い。まず、先行車両処理部22は、撮像装置1−2で生成された画像から先行車両VCpの画像領域を求める。例えば、車両に関わる所定の特徴量が画像から抽出され、前記特徴量を持つ画像領域が先行車両VCpの画像領域として抽出される(例えば、前記画像からエッジフィルタによってエッジが抽出され、前記抽出されたエッジから直線のハフ変換によって直線が抽出され、前記抽出された直線によって形成される矩形が前記特徴量として抽出され、前記抽出された矩形領域が先行車両VCpの画像領域として抽出される)。また例えば、車両を表すテンプレートが予め用意され、前記画像からテンプレートマッチングによって前記テンプレートと相関する画像領域が先行車両VCpの画像領域として抽出される。また例えば、車両を抽出するように機械学習された機械学習モデルが予め用意され、前記画像から前記機械学習モデルによって先行車両VCpの画像領域が抽出される。次に、先行車両処理部22は、レーダ装置1−1で検出された対象物の中から、前記求めた画像領域に対応する対象物を先行車両VCpとして選択する。そして、先行車両処理部22は、この選択した対象物の、レーダ装置1−1で測定された位置(対象物の方向および距離)を先行車両VCpの第2位置とする。

また、上述の実施形態では、自車両に対する、前記自車両に先行する先行車両の方向を先行車両方向として測定する測定部は、上述のように、レーダ装置1−1、撮像装置1−2および先行車両処理部22を備えて構成されたが、これに限らず、適宜に構成されて良い。

例えば、前記測定部は、レーダ装置を備え、このレーダ装置で測定されるドップラーシフトに基づいて自車両VCsの前方に存在する移動体を検出し、この検出した移動体を先行車両VCpとし、前記レーダ装置で測定された先行車両(移動体)VCpの方向DRpを制御処理部2へ出力しても良い。制御処理部2の走行方向処理部23は、図4に示すように、前記レーダ装置から出力された先行車両VCpの方向DRpと現在における自車両VCsの走行方向(X軸方向)との間に、新たな自車両VCsの走行方向を求める。例えば、前記新たな自車両VCsの走行方向は、先行車両VCpの方向DRpと自車両VCsの走行方向(X軸方向)との成す角をθ₀とした場合に、自車両VCsの走行方向(X軸方向)に対し、(2/3)×θ₀、(1/2)×θ₀、および、(1/3)×θ₀等の方向に設定される(前記新たな自車両VCsの走行方向と現在の自車両VCsの走行方向(X軸方向)との成す角をθsとした場合に、θs=β・θ₀、βは、2/3、1/2、1/3等の予め適宜に設定された定数(0<β<1))。

また例えば、前記測定部は、所定の基線長だけ離間して光軸が平行となるように配置される1対の撮像装置を備えるステレオカメラであっても良い。このようなステレオカメラは、前記1対の撮像装置のいずれかで生成された一方の画像から先行車両の画像領域を抽出し、この抽出した先行車両の画像領域をテンプレートとして、前記1対の撮像装置のうちの他方の画像からテンプレートマッチングによって、前記他方の画像から前記先行車両の画像領域を抽出することで視差を求め、いわゆる三角測量の原理によって前記求めた視差に基づいて前記先行車両の位置(方向および距離)を求める。

また、上述の実施形態において、演算負荷が比較的低い場合には、先行車両VCpの方向と自車両BVCsの走行方向との間に、新たな自車両VCsの走行方向を求める追従走行制御に代え、先行車両の走行軌跡に沿って自車両の走行経路が演算される追従走行制御が実行されても良い。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

CTS 走行制御装置 VCs 自車両 VCp 先行車両 Ps 自車両VCsの第1位置 Pp 先行車両VCpの第2位置 Pt 第3位置 DRs 新たな自車両VCsの走行方向 CR 補助円 AR 円弧 1−1 レーダ装置 1−2 撮像装置 2 制御処理部 3 記憶部 4 動力部 5 制動部 6 操舵部 7 速度測定部 21 制御部 22 先行車両処理部 23 走行方向処理部 24 追従制御部