车辆控制装置的制作方法

本发明涉及一种车辆控制装置，其生成车辆能够不与障碍物发生干涉而行驶的行驶轨迹，并根据所生成的行驶轨迹来控制车辆的行为。

背景技术：

现有技术中已知一种车辆控制装置，其识别处在位于车辆外界的状态的物体，并根据该识别结果来控制车辆的行为。例如，提出了各种用于使本车辆一边避免与位于行进方向前方的其他车辆等障碍物发生干涉一边进行行驶的技术。在日本发明专利授权公报特许第4623057号中提出了以下技术：为了避免本车辆与行进方向前方的障碍物之间发生干涉，计算关于所选择的本车辆的可行进路线的安全度且根据所计算出的安全度来将本车辆的行驶区域扩展为包括斑马线等的扩展区域。

技术实现要素：

然而，在根据规定的行驶轨迹控制本车辆的行为的情况下，如果轨迹长度较短，则存在在判定出本车辆与障碍物发生干涉的可能性的时间点来不及生成用于避开该障碍物的行驶轨迹的问题。在日本发明专利授权公报特许第4623057号中没有提出针对这样问题的解决方法。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种车辆控制装置，即使在轨迹长度较短的情况下，也能够在预先判定出车辆与障碍物发生干涉的可能性之后，生成用于避免该干涉的行驶轨迹。

本发明所涉及的车辆控制装置具有外界状态检测部、道路环境识别部、障碍物识别部和轨迹生成部，其中，所述外界状态检测部检测车辆的外界状态；所述道路环境识别部根据所述外界状态检测部的检测结果来识别道路环境；所述障碍物识别部根据所述外界状态检测部的检测结果来识别至少1个障碍物；所述轨迹生成部根据由所述道路环境识别部识别出的所述道路环境和由所述障碍物识别部识别出的所述障碍物来生成所述车辆能够不与所述障碍物干涉而行驶的行驶轨迹，所述轨迹生成部生成经过(通过)第2可行驶区域的所述行驶轨迹，其中，所述第2可行驶区域通过从第1可行驶区域中减去表示所述障碍物的障碍物区域而得到，所述第1可行驶区域是由所述道路环境划定的所述车辆的可行驶区域。

根据该结构，通过从所述第1可行驶区域中减去所述障碍物区域来计算不与所述障碍物区域重叠的所述第1可行驶区域的范围、即所述第2可行驶区域，并以经过所计算出的所述第2可行驶区域的方式生成所述行驶轨迹。据此，即使在轨迹长度较短的情况下，也能够在预先判定所述车辆与所述障碍物发生干涉的可能性之后，生成用于避免所述干涉的行驶轨迹。

另外，所述轨迹生成部可以每隔规定时间或每隔规定距离划定所述第1可行驶区域，并从所划定的所述第1可行驶区域中减去所述障碍物区域，据此来计算所述第2可行驶区域。据此，能够高效地进行所述车辆与所述障碍物发生干涉的可能性的判定和用于避免所述干涉的行驶轨迹的生成。

另外，各所述第1可行驶区域是在不存在所述障碍物区域时所述车辆能够行驶的道路宽度，各所述第2可行驶区域是在存在所述障碍物区域时所述车辆能够行驶的道路宽度。在该情况下，所述轨迹生成部可以每隔所述规定时间或每隔所述规定距离，将所述第2可行驶区域的宽度方向上的规定位置设定为所述车辆的目标点，且通过连结所设定的所述目标点来生成所述行驶轨迹。据此，能够在判定所述车辆与所述障碍物发生干涉的可能性之后，立即生成用于避免该干涉的所述行驶轨迹。

在这种情况下，所述轨迹生成部可以将所述第2可行驶区域的宽度方向上的中心点设定为所述目标点。据此，能够使所述车辆沿着所述行驶轨迹而不与所述障碍物干涉地行驶。

另外，所述车辆控制装置还具有理想行驶路线生成部，该理想行驶路线生成部根据由所述道路环境识别部识别出的所述道路环境来生成经过所述第1可行驶区域的宽度方向上的中心位置的理想行驶路线。在该情况下，所述轨迹生成部可以以接近由所述理想行驶路线生成部生成的所述理想行驶路线的方式生成所述行驶轨迹。所述理想行驶路线是在没有所述障碍物的情况下经过行驶车道的中心位置的所述车辆的路径，因此，通过以接近所述理想行驶路线的方式生成所述行驶轨迹，能够使所述车辆一边避免所述干涉一边进行行驶。

并且，所述轨迹生成部可以在所述车辆的行进方向上存在具有规定阈值以下的宽度的第2可行驶区域的情况下，计算从所述车辆至该第2可行驶区域的距离来作为所述车辆的可行进距离，或者，在所述行驶轨迹在所述车辆的行进方向上与所述障碍物区域交叉的情况下，计算从所述车辆至交叉部位近前的第2可行驶区域的距离来作为所述车辆的可行进距离。

据此，由于存在所述障碍物区域而判定为所述车辆不能行驶的情况下，通过设定与到该障碍物区域近前的地点为止的所述可行进距离的长度相应的行驶轨迹，能够可靠地避免所述车辆与所述障碍物的干涉。另外，在即使用上述的2个判定方法仍然判定为不能行驶的情况下，通过选择距离较短的一方，能够提高判定结果的精度。而且，由于能够根据所述可行进距离计算用于避免所述干涉的目标速度，因此用于避免所述干涉的行驶轨迹的生成变得容易。

另外，所述道路环境识别部可以根据所述道路环境中所包含的所述车辆的行驶车道的两侧边界线或者道路结构体的信息，将所述行驶车道分为基本行驶范围和脱离容许范围进行识别，其中，所述基本行驶范围是在该行驶车道的宽度方向上的范围；所述脱离容许范围是所述基本行驶范围的外侧的范围。据此，在通常时所述轨迹生成部能够在所述基本行驶范围内生成所述行驶轨迹，另一方面，在所述基本行驶范围在固定宽度以下的情况下，或者在所述基本行驶范围的中心附近存在所述障碍物区域的情况下，所述轨迹生成部能够在所述脱离容许范围内生成所述行驶轨迹。

即，在所述行驶车道上不存在所述障碍物的通常时将所述行驶轨迹设定在所述基本行驶范围内以使所述车辆在所述行驶车道上行驶，据此，能够使所述车辆在该基本行驶范围内行驶。

另一方面，在所述行驶车道上存在所述障碍物的情况下，所述车辆以靠所述行驶车道的左、右路肩中的任意一方的路肩(宽度较宽的路肩)的方式行驶。因此，在所述基本行驶范围在所述固定宽度以下或者在所述基本行驶范围的中心附近存在所述障碍物的情况下，在与任意一方的路肩对应的所述脱离容许范围内生成所述行驶轨迹，据此，能够使所述车辆一边避免与所述障碍物干涉一边进行行驶。

并且，所述障碍物识别部还能够根据所述外界状态检测部的检测结果，将存在于所述车辆的行进方向上的至少一个物体确定为所述障碍物，且生成包含所确定的所述障碍物的具有多边形形状的所述障碍物区域。据此，即使在所述车辆的行进方向前方存在多个所述障碍物的情况下，通过综合为所述障碍物区域，也能够高效地进行所述轨迹生成部中的处理。

此外，所述车辆控制装置还具有车辆控制部，该车辆控制部根据由所述轨迹生成部生成的行驶轨迹控制所述车辆，据此，能够使用所述行驶轨迹来高效地控制所述车辆的行为。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的车辆控制装置的结构的框图。

图2是表示图1的车辆控制装置中的主要特征部的功能框图。

图3是用于说明图2所示的功能框图的动作的流程图。

图4是用于说明图2所示的功能框图的动作的流程图。

图5是表示不存在障碍物的情况下的车辆的行驶的图。

图6是表示存在障碍物的情况下的车辆的行驶的图。

图7是表示存在障碍物的情况下的车辆的行驶的图。

图8是表示存在障碍物的情况下的车辆的行驶的图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式，边参照附图边对本发明所涉及的车辆控制装置进行说明。

[1.车辆控制装置10的结构]

＜1.1整体结构＞

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的车辆控制装置10的结构的框图。车辆控制装置10被组装于车辆100(图5～图8)，且构成为能够执行车辆100的自动驾驶或者自动驾驶辅助。车辆控制装置10具有控制系统12、输入装置和输出装置。输入装置和输出装置分别经由通信线与控制系统12连接。

输入装置具有外界传感器14、导航装置16、车辆传感器18、通信装置20、自动驾驶开关22、和连接于操作设备24的操作检测传感器26。

输出装置具有：驱动力装置28，其驱动未图示的车轮；操纵装置30，其对所述车轮进行操舵(方向操纵)；和制动装置32，其对所述车轮进行制动。

<1.2输入装置的具体结构>

外界传感器14具有多个摄像头33和多个雷达34，所述多个摄像头33和所述多个雷达34获取表示车辆100的外界状态的信息(以下称为外界信息)，外界传感器14将获取到的外界信息输出给控制系统12。外界传感器14还可以具有多个lidar(lightdetectionandranging、laserimagingdetectionandranging；光探测和测距)装置。

导航装置16构成为包括能够检测车辆100的当前位置的卫星定位装置和用户接口(例如触摸屏式的显示器、扬声器和麦克风)。导航装置16根据车辆100的当前位置或用户指定的位置，计算到达所指定的目的地的路径，并将该路径输出给控制系统12。由导航装置16计算出的路径作为路径信息存储在存储装置40的路径信息存储部44中。

车辆传感器18包括检测车辆100的速度(车速)的速度传感器、检测加速度的加速度传感器、检测横向加速度(横g)的横向加速度传感器、检测绕垂直轴的角速度的偏航角速率传感器、检测朝向、方位的方位传感器和检测倾斜度的倾斜度传感器，并将来自各传感器的检测信号输出给控制系统12。这些检测信号作为本车状态信息ivh而被存储在存储装置40的本车状态信息存储部46中。

通信装置20构成为能够与包括路边设备、其他车辆和服务器的外部装置进行通信，其接收和发送例如与交通设备有关的信息、与其他车辆有关的信息、探测信息或最新的地图信息。此外，地图信息被存储在导航装置16中，并且还作为地图信息而被存储在存储装置40的地图信息存储部42中。

操作设备24构成为包括加速踏板、方向盘(handle)、制动踏板、换挡杆和方向指示操作杆。在操作设备24上安装有操作检测传感器26，该操作检测传感器26检测有无驾驶员的操作和操作量、操作位置。

操作检测传感器26将加速器踩踏量(加速器开度)、方向盘操作量(操舵量)、制动器踩踏量、挡位、左右转弯方向等作为检测结果输出给车辆控制部60。

自动驾驶开关22例如设置于仪表板，是用于包括驾驶员的用户通过手动操作来切换非自动驾驶模式(手动驾驶模式)和自动驾驶模式的按钮开关。

在本实施方式中，设定为在每次按压自动驾驶开关22时，切换自动驾驶模式和非自动驾驶模式。作为替代，也可以为了可靠地确认驾驶员的自动驾驶意思，而例如设定为通过两次按压而从非自动驾驶模式切换为自动驾驶模式，通过一次按压而从自动驾驶模式切换为非自动驾驶模式。

自动驾驶模式是在驾驶员不对操作设备24(具体而言，加速踏板、方向盘和制动踏板)进行操作的状态下，车辆100在控制系统12的控制下行驶的驾驶模式。换言之，自动驾驶模式是控制系统12根据依次确定的行动计划(短期的情况下为后述的短期轨迹st)来控制驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32的一部分或者全部的驾驶模式。

此外，在自动驾驶模式中驾驶员开始操作操作设备24的情况下，自动驾驶模式被自动解除，切换为非自动驾驶模式(手动驾驶模式)。

＜1.3输出装置的具体结构＞

驱动力装置28由驱动力ecu(电子控制装置：electroniccontrolunit)、包括发动机和/或驱动马达的驱动源构成。驱动力装置28按照从车辆控制部60输入的车辆控制值cvh来生成用于车辆100行驶的行驶驱动力(扭矩)，并将该行驶驱动力通过变速器或直接传递给车轮。

操舵装置30由eps(电动助力转向系统)ecu和eps装置构成。操舵装置30按照从车辆控制部60输入的车辆控制值cvh来改变车轮(转向轮)的朝向。

制动装置32例如是并用液压式制动器的电动伺服制动器，由制动ecu和制动执行器构成。制动装置32按照从车辆控制部60输入的车辆控制值cvh对车轮进行制动。

＜1.4控制系统12的结构＞

控制系统12由一个或多个ecu(电子控制单元)构成，除了具有各种功能实现部之外，还具有存储装置40等。此外，在该实施方式中，功能实现部是通过cpu(中央处理单元)执行存储在存储装置40中的程序来实现功能的软件功能部，但还能够通过由集成电路等构成的硬件功能部来实现。

控制系统12构成为除了包括存储装置40和车辆控制部60之外，还包括外界识别部52(道路环境识别部、障碍物识别部)、识别结果接收部53、局部环境映射生成部54、总括控制部70、长期轨迹生成部71、中期轨迹生成部72和短期轨迹生成部73。在此，总括控制部70通过控制识别结果接收部53、局部环境映射生成部54、长期轨迹生成部71、中期轨迹生成部72和短期轨迹生成部73的任务同步来进行对各部的总括控制。

外界识别部52在参照来自车辆控制部60的本车状态信息ivh的基础上，根据来自外界传感器14的外界信息(包括图像信息)，识别包括车辆100两侧的车道标识线(白线)等的道路环境，并且生成包括距停车线的距离、可行驶区域的“静态”外界识别信息。

与此同时，外界识别部52根据来自外界传感器14的外界信息，生成障碍物(包括泊车车辆和停车车辆)、交通参与者(人、其他车辆)、和交通信号灯的灯色{蓝(绿)、黄(橙)、红}等“动态”的外界识别信息。

此外，静态和动态的外界识别信息分别作为外界识别信息ipr存储在存储装置40的外界识别信息存储部45中。

识别结果接收部53响应于运算指令aa，将在规定运算周期toc(基准周期或基准运算周期)内接收到的外界识别信息ipr与更新计数器的计数值一起输出给总括控制部70。在此，运算周期toc是控制系统12内部的基准运算周期，例如设定为几十毫秒(ms)左右的值。

局部环境映射生成部54响应于来自总括控制部70的运算指令ab，参照本车状态信息ivh和外界识别信息ipr，在运算周期toc内生成局部环境映射信息iem，且将该局部环境映射信息iem与更新计数器的计数值一起输出给总括控制部70。即，在开始控制时，到生成局部环境映射信息iem为止需要2×toc的运算周期。

局部环境映射信息iem是将车辆100(图5～图8)的行驶环境映射化的信息，概略而言，是将本车状态信息ivh和理想行驶路线112合成于外界识别信息ipr得到的信息。局部环境映射信息iem被存储在存储装置40的局部环境映射信息存储部47中。此外，理想行驶路线112是指用于使车辆100在车道102上顺畅地行驶的理想行驶路径，行驶路径是指表示车辆100通过的几何学上的直线、曲线的没有时间概念的路径的点列(x，y)。

长期轨迹生成部71响应于来自总括控制部70的运算指令ac，参照局部环境映射信息iem(仅使用外界识别信息ipr中的静态分量)、本车状态信息ivh和存储于地图信息存储部42的道路地图(弯道的曲率等)，以相对最长的运算周期(例如9×toc)生成长期轨迹lt。然后，长期轨迹生成部71将生成的长期轨迹lt与更新计数器的计数值一起输出给总括控制部70。此外，长期轨迹lt作为轨迹信息it而被存储在存储装置40的轨迹信息存储部48中。

中期轨迹生成部72响应于来自总括控制部70的运算指令ad，参照局部环境映射信息iem(使用外界识别信息ipr中的动态分量和静态分量这两者)、本车状态信息ivh和长期轨迹lt，以相对中等时长的运算周期(例如，3×toc)生成中期轨迹mt。然后，中期轨迹生成部72将所生成的中期轨迹mt与更新计数器的计数值一起输出给总括控制部70。此外，与长期轨迹lt同样，中期轨迹mt作为轨迹信息ir存储在轨迹信息存储部48中。

短期轨迹生成部73响应于来自总括控制部70的运算指令ae，参照局部环境映射信息iem(使用外界识别信息ipr中的动态分量和静态分量这两者)、本车状态信息ivh、长期轨迹lt和中期轨迹mt，以相对最短的运算周期(例如，toc)生成短期轨迹st。然后，短期轨迹生成部73将所生成的短期轨迹st与更新计数器的计数值一起同时输出给总括控制部70和车辆控制部60。此外，与长期轨迹lt和中期轨迹mt同样，短期轨迹st作为轨迹信息ir存储在轨迹信息存储部48中。

此外，长期轨迹lt表示例如10秒左右的行驶时间的轨迹，是优先考虑乘坐感觉、舒适性的轨迹。另外，短期轨迹st表示例如1秒左右的行驶时间的轨迹，是以实现车辆动力学和确保安全性为优先的轨迹。中期轨迹mt表示例如5秒左右的行驶时间的轨迹，是相对于长期轨迹lt和短期轨迹st的中间时长的轨迹。

短期轨迹st相当于按照每个短周期ts(＝toc)的、表示车辆100的目标行为的数据集。短期轨迹st例如是以纵向(x轴)的位置x、横向(y轴)的位置y、姿势角θz、速度vs、加速度va、曲率ρ、偏航角速率γ、操舵角δst为数据单位的轨迹点列pj(x，y，θz，vs，va，ρ，γ，δst)。另外，长期轨迹lt或中期轨迹mt是虽然周期分别不同但与短期轨迹st同样地定义的数据集。如此，行驶轨迹(轨迹点列pj)有时间限制，而存在该轨迹长度变短的情况。与此相对，能够在车辆100的规定的行驶环境内生成一定长度的行驶路径(点列(x，y))。

车辆控制部60根据通过短期轨迹st(轨迹点列pj)确定的行为，来确定车辆100能够行驶的车辆控制值cvh，并将所得到的车辆控制值cvh输出给驱动力装置28、操舵装置30和制动装置32。

＜1.5主要特征部＞

图2是表示图1的车辆控制装置10中的主要特征部的功能框图。车辆控制装置10具有外界状态检测部80、物体识别部82、综合物体形成部84、理想行驶路线生成部85、信息合成部86、可行驶路径生成部88、轨迹生成输出部90和车辆控制部60。

外界状态检测部80相当于图1所示的外界传感器14，检测车辆100的外界状态。物体识别部82相当于图1所示的外界识别部52，通过对外界状态检测部80的检测结果适用公知的识别方法，来识别一个或多个物体。

综合物体形成部84、理想行驶路线生成部85和信息合成部86相当于图1所示的局部环境映射生成部54。综合物体形成部84使用包含物体识别部82的识别结果的外界识别信息ipr和与车辆100有关的本车状态信息ivh，将多个物体中的特定物体综合在一起。理想行驶路线生成部85使用来自物体识别部82的信息生成车辆100的理想行驶路线112(图5～图8)。信息合成部86将由理想行驶路线生成部85生成的理想行驶路线112与外界识别信息ipr合成，而制成局部环境映射信息iem，其中，外界识别信息ipr包括与位于车辆100外界的物体有关的信息(以下称为物体信息)或与车道有关的信息(以下称为车道信息)。

可行驶路径生成部88和轨迹生成输出部90相当于短期轨迹生成部73(或中期轨迹生成部72)。可行驶路径生成部88生成避免与前方的障碍物区域(例如，图6～图8所示的障碍物区域106a～106i)发生干涉且车辆100能够行驶的行驶路径114(可行驶路径)，并根据所生成的行驶路径114来计算用于避免障碍物区域与车辆100碰撞的避撞距离(碰撞富余距离)，并使用计算出的避撞距离来计算用于避免与障碍物区域碰撞的车辆100的目标速度。轨迹生成输出部90根据由可行驶路径生成部88计算出的目标速度，生成与用于避免与障碍物区域碰撞的行驶路径114对应的行驶轨迹(例如，轨迹点列pj的短期轨迹st)，并将所生成的行驶轨迹输出给车辆控制部60。

[2.车辆控制装置10的动作]

该实施方式中的车辆控制装置10如上述那样构成。接着，一边参照图3～图8，一边对车辆控制装置10(特别是图2所示的功能框图)的动作进行说明。图3和图4是用于说明图2的功能框图中相当于短期轨迹生成部73(或中期轨迹生成部72)的可行驶路径生成部88和轨迹生成输出部90的动作的流程图，图5～图8是图示了在虚拟空间104中车辆100在车道102(行驶车道)上行驶的情况的说明图。

＜2.1外界状态检测部80、外界识别部52和局部环境映射生成部54的动作＞

外界状态检测部80(具体而言，摄像头33或者雷达34)检测车辆100的外界状态。外界状态检测部80检测图5～图8所示的车辆100行驶的车道102的行进方向前方的状态。接着，外界识别部52的物体识别部82通过对外界状态检测部80的检测结果适用公知的识别方法，来识别车辆100的行进方向前方的一个或多个物体(其他车辆等障碍物)。

图5～图8所示的虚拟空间104是由以车辆100的位置和姿势为基准的局部坐标系定义的平面空间。此外，在图5中，图示了在车道102上不存在表示障碍物的障碍物区域的情况，另一方面，在图6～图8中，图示了在车道102上存在表示障碍物的障碍物区域106a～106i的情况。关于障碍物区域106a～106i在后面进行叙述。

物体识别部82在虚拟空间104中，例如识别车道标识线(白线)、即两侧边界线108、护栏等道路结构体110。此外，在图5～图8中，为了便于说明，用虚线曲线图示弯曲的车道102的两侧边界线108，并且用实线曲线图示道路结构体110。

另外，经过车道102的中心位置的单点划线表示在不存在障碍物区域106a～106i的状态下车辆100行驶的理想行驶路线112。即，理想行驶路线112是用于使车辆100在车道102上顺畅地行驶的理想行驶路径。此外，在图5～图8中，理想行驶路线112被设定为与车道102的中心线相同的行驶路径，但也可以是与中心线不同的路径。另外，理想行驶路线112也可以是预先设定的行驶路径。

综合物体形成部84将在车辆100的行进方向前方存在的至少一个物体(例如，其它车辆)识别为障碍物，并生成包含识别出的障碍物的、具有多边形形状的障碍物区域106a～106i。在这种情况下，可以针对由物体识别部82识别出的1个或多个物体，通过例如包含所有位于规定距离范围内的2个以上物体(障碍物)，来生成具有多边形形状的障碍物区域106a～106i。

因此，有时在虚拟空间104中，在图6的情况下，3个障碍物区域106a、106c、106d的局部相互重叠，在图7及图8的情况下，2个障碍物区域106e、106h的局部相互重叠。此外，构成障碍物区域106a～106i的多边形形状考虑障碍物的尺寸、车辆100的尺寸(车身宽度)而生成。

另外，在图5～图8中，多个x标记表示构成路径的点列(x，y)的各个目标点113，通过用线段连结各目标点113而生成车辆100能够行驶的行驶路径114。此外，如后述那样，可行驶路径生成部88每隔规定时间(例如按照运算周期toc)或每隔规定距离(按照各目标点113的间隔)执行图3和图4的处理，据此沿着车辆100的行进方向依次求出各目标点113，且在每次执行该处理时通过线段连结目标点113，由此生成从车辆100的位置向行进方向前方延伸的行驶路径114。另外，由各目标点113构成的点列(x，y)考虑车辆100的长度而配设。

理想行驶路线生成部85生成在不存在障碍物区域106a～106i的状态下车辆100能够行驶的理想行驶路线112。其后，信息合成部86合成理想行驶路线生成部85所生成的理想行驶路线112和外界识别信息ipr，来制作局部环境映射信息iem。

<2.2可行驶路径生成部88和轨迹生成输出部90的概略说明>

可行驶路径生成部88使用来自局部环境映射生成部54等的各信息，每隔规定时间或每隔规定距离，判定车辆100与障碍物区域106a～106i发生干涉的可能性，并根据该判定结果来生成避免与障碍物区域106a～106i发生干涉且车辆100能够行驶的行驶路径114。另外，轨迹生成输出部90根据由可行驶路径生成部88生成的行驶路径114生成车辆100的行驶轨迹，并输出给车辆控制部60。

图3和图4是主要用于说明可行驶路径生成部88中的、车辆100与障碍物区域106a～106i发生干涉的可能性的判定、和根据该判定结果生成行驶路径114的流程图。该流程图是可适用于图5～图8的各实施例的处理。

因此，在对可行驶路径生成部88和轨迹生成输出部90的动作说明中，首先，一边参照图5～图8的实施例的一部分内容，一边对图3和图4的流程图的处理进行说明。接着，说明图3和图4的流程图如何适用于图5～图8的每个实施例。此外，在此，对以下情况进行说明：在图5～图8的虚拟空间104中车辆100向行进方向前方(图5～图8的逆时针方向)行驶的情况下可行驶路径生成部88每隔规定时间或每隔规定距离反复执行图3和图4的处理，据此生成行驶路径114。

<2.3图3和图4的流程图的说明>

在步骤s1中，可行驶路径生成部88关于两侧边界线108的信息而考虑脱离容许距离ld，重新形成虚拟空间104中的两侧边界线108，其中，脱离容许距离ld为车道102的左右路肩116的宽度方向上的距离。据此，被两侧边界线108夹在中间的车道102的中央部分被形成为在不存在障碍物区域106a-106i的通常情况下车辆100能够行驶的基本行驶范围118，另一方面，基本行驶范围118的外侧部分被形成为与路肩116对应且具有脱离容许距离ld的宽度的脱离容许范围120。如上所述，由于物体识别部82能够识别两侧边界线108，因此，物体识别部82能够预先识别基本行驶范围118和脱离容许范围120。

此外，与车辆100的行进方向(沿着理想行驶路线112的方向)正交且具有车道102的宽度l1的长度的线段表示，在车道102上不存在障碍物区域106a～106i的情况下表示车辆100能够行驶的宽度方向上的距离(区域)的车道宽度方向线段(以下也称为第1可行驶区域122。)。第1可行驶区域122也是左、右道路结构体110之间的距离。

在下一步骤s2中，可行驶路径生成部88计算可行驶宽度l2，该可行驶宽度l2表示在车道102的宽度方向上车辆100实际上能够行驶的范围(以下也称为第2可行驶区域124。)。

例如，在图5的情况下，由于不存在障碍物区域106a～106i，因此车道102的宽度l1成为可行驶宽度l2(l1＝l2)。即，在图5的情况下，第1可行驶区域122和第2可行驶区域124一致。

另一方面，在图6～图8的情况下，在车道102上存在障碍物区域106a～106i。因此，可行驶路径生成部88通过从与第1可行驶区域122对应的长度l1中减去障碍物区域106a～106i中的、在车道102内的宽度方向上的长度，来计算第2可行驶区域124的可行驶宽度l2。例如，在图6中，在最接近车辆100的目标点113处的可行驶宽度l2为从第1可行驶区域122的宽度l1中减去左、右障碍物区域106a、106b中的与车道102重叠的部分的宽度得到的、障碍物区域106a、106b之间的距离。此外，在图6～图8中，第1可行驶区域122被图示为与理想行驶路线112正交的单点划线。

在下一步骤s3中，可行驶路径生成部88判定第2可行驶区域124的可行驶宽度l2是否在规定阈值lth以下(l2≤lth)。此外，阈值lth被设定为车辆100不能沿行进方向前进的可行驶宽度，具体而言，被设定为对车辆100的车宽考虑了规定余量(margin)的宽度。

在l2≤lth的情况下(步骤s3：是)，进入下一步骤s4。在步骤s4中，可行驶路径生成部88判断为车辆100无法在本次的判定处理中使用的第2可行驶区域124前进，并计算从车辆100的当前位置至上一次处理中使用的前一个(以本次使用的第2可行驶区域124为基准而位于靠车辆100一侧的第一个)第2可行驶区域124(的目标点113)的距离，作为车辆100从当前位置能够行进的距离(可行进距离dla)。

例如，如图6所示，在车辆100的行进方向前方，在前方第5个第1可行驶区域122的部位，两个障碍物区域106a、106c重叠，车辆100无法通过。因此，可行驶路径生成部88计算从车辆100观察而至与前方第4个第1可行驶区域122和第2可行驶区域124对应的目标点113的距离，作为可行进距离dla。

在下一步骤s5中，在车道102上生成可行进距离dla之间的路径的点列(x，y)。如上所述，由于可行驶路径生成部88每隔规定距离或每隔规定时间进行图3和图4的处理，因此，将在本次处理中得到的新的目标点113与在此前的处理中得到的目标点113相加，生成点列(x，y)。在这种情况下，目标点113可以设定为第2可行驶区域124的宽度方向上的中心点。

在步骤s6中，可行驶路径生成部88判定将在步骤s5中生成的点列(x，y)(各目标点113)连结而形成的行驶路径114与障碍物区域106a～106i是否交叉。即，在该阶段的行驶路径114只不过是用于进行与障碍物区域106a～106i的交叉判定的点列(x，y)。

在行驶路径114中存在与障碍物区域106a～106i交叉的部位的情况下(步骤s6：是)，进入下一步骤s7。在步骤s7中，可行驶路径生成部88计算从车辆100的当前位置至交叉部位近前(交叉部位的靠车辆100一侧)的第一个目标点113的距离，作为车辆100能够行进的距离(可行进距离dlo)。

例如，如图7所示，在行驶路径114中，在车辆100的行进方向前方，第5个目标点113和第6个目标点113之间的部位与障碍物区域106g交叉。即，在该路段，车辆100无法通过。因此，可行驶路径生成部88计算从车辆100至第5个目标点113的距离作为可行进距离dlo。

在下一步骤s8中，可行驶路径生成部88将在步骤s4中计算出的可行进距离dla和在步骤s7中计算出的可行进距离dlo中的较短的距离确定(决定)为从车辆100的当前位置起实际上能够行进的距离(可行进距离dl)。即，可行驶路径生成部88能够确定与用于使车辆100向前方行驶的适当的行驶路径114对应的距离，并将所确定的距离作为下一步骤s10中的目标速度的生成处理所使用的可行进距离dl输出(步骤s9)。

然后，在步骤s10中，可行驶路径生成部88使用所确定的可行进距离dl，计算从车辆100的当前位置起的该车辆100的目标速度。即，可行进距离dl是用于避免前方的障碍物区域与车辆100碰撞的避撞距离，可行驶路径生成部88使用该避撞距离，计算用于避免与障碍物区域碰撞的目标速度。

另一方面，在步骤s6中，在行驶路径114中不存在与障碍物区域106a～106i交叉的部位的情况下(步骤s6:否)，进入步骤s11。在步骤s11中，可行驶路径生成部88计算可行进距离dla作为车辆100实际上可行进的可行进距离dl。

即，在步骤s6是否定的判定结果的情况下，存在dlo＞dla的可能性。在该情况下，若采用可行进距离dlo作为可行进距离dl，则根据步骤s3、s4的处理结果，在车辆100超过可行进距离dla而行驶时，存在车辆100与障碍物区域106a～106i发生干涉的可能性。

因此，在步骤s11中，可行驶路径生成部88考虑车辆100与障碍物区域106a～106i发生干涉的可能性，而选择(计算)比可行进距离dlo短的可行进距离dla作为可行进距离dl。其后，可行驶路径生成部88使用计算出的可行进距离dl(可行进距离dla)，执行步骤s9、s10的处理。

另外，在步骤s3中，在l2＞lth的情况下(步骤s3：否)，进入下一步骤s12。在步骤s12中，可行驶路径生成部88判断为车辆100能够在本次的判定处理中使用的第2可行驶区域124前进，与步骤s5同样地生成点列(x，y)。在这种情况下，由于可行驶路径生成部88每隔规定距离或每隔规定时间进行图3和图4的处理，因此，也将通过本次处理获取的新的目标点113与通过此前的处理获取的目标点113相加，而生成点列(x，y)。

在下一步骤s13中，与步骤s6同样，可行驶路径生成部88判定将在步骤s12中生成的点列(x，y)(各目标点113)连结而形成的行驶路径114与障碍物区域106a～106i是否交叉。

在行驶路径114中存在与障碍物区域106a～106i交叉的部位的情况下(步骤s13：是)，进入下一步骤s14。在步骤s14中，可行驶路径生成部88与步骤s7同样地计算从车辆100的当前位置至交叉部位近前(交叉部位的靠车辆100一侧)的第1个目标点113的距离作为可行进距离dlo。

在下一步骤s15中，可行驶路径生成部88将在步骤s14中计算出的可行进距离dlo确定(决定)为可行进距离dl。其后，可行驶路径生成部88进行步骤s9、s10的处理。

另一方面，在步骤s13中，在行驶路径114中不存在与障碍物区域106a～106i交叉的部位的情况下(步骤s13：否)，进入步骤s16。在步骤s16中，可行驶路径生成部88将预先设定的行驶路径114的距离(最大距离)确定为可行进距离dl。

即，步骤s13为否定的判定结果的情况是如图5所示在车道102上不存在障碍物区域106a～106i的情况、或如图8所示避开障碍物区域106e、106f、106h、106i而生成行驶路径114的情况。在这种情况下，将预先设定的最大距离确定为可行进距离dl。然后，可行驶路径生成部88使用所确定的可行进距离dl，执行步骤s9、s10的处理。

如此，通过每隔规定时间或每隔规定距离反复进行图3和图4的处理，可行驶路径生成部88能够生成用于一边避免与障碍物区域106a～106i的碰撞一边使车辆100向前方行驶的最佳的行驶路径114。

其后，轨迹生成输出部90使用局部环境映射信息iem、本车状态信息ivh和长期轨迹lt，生成与行驶路径114(目标速度)对应的行驶轨迹(例如，轨迹点列pj的短期轨迹st)。在该情况下，轨迹生成输出部90也可以对行驶轨迹进行与可行驶路径生成部88同样的碰撞判定处理。轨迹生成输出部90将生成的行驶轨迹(短期轨迹st的轨迹点列pj)输出给车辆控制部60。车辆控制部60能够按照轨迹生成输出部90所生成的短期轨迹st(轨迹点列pj)来确定车辆控制值cvh，并根据所确定的车辆控制值cvh控制车辆100的行为。

<2.4在图5～图8的实施例中的应用>

可行驶路径生成部88和轨迹生成输出部90的处理如上所述，接着，对在图3和图4的处理中将可行驶路径生成部88和轨迹生成输出部90的处理以怎样的流程应用于图5～图8的实施例，进行说明。

在图5的实施例中，在车道102上不存在障碍物区域106a～106i。另外，由于第2可行驶区域124的可行驶宽度l2与第1可行驶区域122的宽度l1相同，因此比阈值lth大很多。

因此，对于图5的实施例，可行驶路径生成部88每隔规定时间或每隔规定距离，按照图3和图4所示的s1→s2→s3(步骤s3：否)→s12→s13(步骤s13：否)→s16→s9→s10的顺序，反复执行车辆100与障碍物区域106a～106i发生干涉的可能性的判定处理和行驶路径114的生成处理。

因此，如图5所示，沿着基本行驶范围118内的理想行驶路线112生成行驶路径114，根据该行驶路径114生成行驶轨迹，并根据所生成的行驶轨迹控制车辆100的行为，据此能够使车辆100在理想行驶路线112上向行进方向前方行驶。

在图6的实施例中，在车道102上存在障碍物区域106a～106d，2个障碍物区域106a、106c的局部在车辆100的行进方向前方重叠，并且2个障碍物区域106a、106d的局部在车辆100的行进方向前方重叠。而且，2个障碍物区域106a、106c以妨碍车辆100行驶的方式重叠。

因此，对于图6的实施例，可行驶路径生成部88按照图3和图4所示的s1→s2→s3(步骤s3：是)→s4→s5→s6(步骤s6：否)→s11→s9→s10的顺序，或者按照s1→s2→s3(步骤s3：是)→s4→s5→s6(步骤s6：是)→s7→s8→s9→s10的顺序，执行车辆100与障碍物区域106a～106d发生干涉的可能性的判定处理和行驶路径114的生成处理。

据此，如图6所示，以在基本行驶范围118内避开障碍物区域106a～106d的方式生成行驶路径114，根据该行驶路径114生成行驶轨迹，按照生成的行驶轨迹控制车辆100的行为，能够使车辆100在理想行驶路线112上向行进方向前方行驶。但是，在图6的例子中，可行进距离dl为到2个障碍物区域106a、106c重叠的部位近前的目标点113为止的距离，车辆100能够沿行驶路径114行驶到该近前的目标点113。

在图7的实施例中，在车道102上存在障碍物区域106e～106h，2个障碍物区域106e、106h的局部在车辆100的行进方向前方重叠，并且障碍物区域106g的局部与行驶路径114交叉。

因此，对于图7的实施例，可行驶路径生成部88按照图3和图4所示的s1→s2→s3(步骤s3：否)→s12→s13(步骤s13：是)→s14→s15→s9→s10的顺序，或者按照s1→s2→s3(步骤s3：是)→s4→s5→s6(步骤s6：是)→s7→s8→s9→s10的顺序，反复执行车辆100与障碍物区域106e～106h发生干涉的可能性的判定和行驶路径114的生成。

据此，如图7所示，以在基本行驶范围118内避开障碍物区域106e～106h的方式生成行驶路径114，根据该行驶路径114生成行驶轨迹，按照生成的行驶轨迹控制车辆100的行为，据此能够使车辆100在理想行驶路线112上向行进方向前方行驶。但是，在图7的实施例中，可行进距离dl为到行驶路径114与障碍物区域106g交叉的部位近前的目标点113为止的距离，车辆100能够沿行驶路径114行驶到该近前的目标点113。

在图8的实施例中，在车道102上存在障碍物区域106e、106f、106h、106i，2个障碍物区域106e、106h的局部在车辆100的行进方向前方重叠。但是，行驶路径114与障碍物区域106e、106f、106h、106i不发生交叉，l2≥lth。

因此，对于图8的实施例，与图5的实施例同样，可行驶路径生成部88按照图3和图4所示的s1→s2→s3(步骤s3：否)→s12→s13(步骤s13：否)→s16→s9→s10的顺序，执行车辆100与障碍物区域106e、106f、106h、106i发生干涉的可能性的判定和行驶路径114的生成。

据此，如图8所示，以在基本行驶范围118内避开障碍物区域106e、106f、106h、106i的方式生成行驶路径114，并且按照基于该行驶路径114的行驶轨迹来控制车辆100的行为，从而能够使车辆100在理想行驶路线112上向行进方向前方行驶。

[3.基于该车辆控制装置10的效果]

如上所述，车辆控制装置10具有：[1]外界状态检测部80，其检测车辆100的外界状态；[2]外界识别部52，其根据外界状态检测部80的检测结果识别道路环境，并根据外界状态检测部80的检测结果识别至少一个障碍物；和[3]短期轨迹生成部73(或中期轨迹生成部72)，其根据由外界识别部52识别出的道路环境和障碍物，生成车辆100能够不与障碍物干涉而行驶的行驶轨迹(例如，短期轨迹st或中期轨迹mt)。在该情况下，[4]短期轨迹生成部73(或中期轨迹生成部72)根据经过第2可行驶区域124的行驶路径114生成行驶轨迹，其中，第2可行驶区域124通过从由道路环境划定的车辆100的第1可行驶区域122中减去表示障碍物的障碍物区域106a～106i而得到。

根据该结构，通过从第1可行驶区域122中减去障碍物区域106a～106i，来计算不与障碍物区域106a～106i重叠的第1可行驶区域122的范围、即第2可行驶区域124，并以经过所计算出的第2可行驶区域124的方式生成行驶路径114，根据所生成的行驶路径114生成行驶轨迹。据此，即使在轨迹长度(可行进距离dl)较短的情况下，即在与较短的可行进距离dl对应的短期轨迹st的情况下，也能够在预先判定车辆100与障碍物发生干涉的可能性之后，生成用于避免干涉的行驶路径114，并根据所生成的行驶路径114生成行驶轨迹。

另外，短期轨迹生成部73(或中期轨迹生成部72)的可行驶路径生成部88可以每隔规定时间或每隔规定距离划定第1可行驶区域122，并从所划定的第1可行驶区域122中减去障碍物区域106a～106i，据此计算第2可行驶区域124。据此，能够高效地进行车辆100与障碍物发生干涉的可能性的判定和用于避免干涉的行驶路径114的生成，能够在轨迹生成输出部90中高效地生成行驶轨迹。

另外，各第1可行驶区域122相当于在不存在障碍物区域106a～106i时车辆100能够行驶的道路宽度(宽度l1)，各第2可行驶区域124相当于在存在障碍物区域106a～106i时车辆100能够行驶的道路宽度(可行驶宽度l2)。在这种情况下，可行驶路径生成部88每隔规定时间或每隔规定距离，将第2可行驶区域124的宽度方向上的规定位置设定成车辆100的目标点113，通过连结所设定的目标点113而生成行驶路径114(与行驶路径114对应的行驶轨迹)。据此，能够在判定车辆100与障碍物发生干涉的可能性之后，立即生成用于避免该干涉的行驶路径114。

在这种情况下，可行驶路径生成部88将第2可行驶区域124的宽度方向上的中心点设定为目标点113，据此能够使车辆100沿着基于行驶路径114的行驶轨迹而不与障碍物干涉地行驶。

另外，理想行驶路线生成部85根据来自物体识别部82的信息生成经过第1可行驶区域122的宽度方向上的中心位置的理想行驶路线112。在该情况下，可行驶路径生成部88以接近所生成的理想行驶路线112的方式生成行驶路径114。理想行驶路线112是在没有障碍物的情况下经过车道102的中心位置的车辆100的行驶路径，因此，通过以接近理想行驶路线112的方式生成行驶路径114，并根据所生成的行驶路径114生成行驶轨迹，能够使车辆100一边避免干涉一边进行行驶。

并且，可行驶路径生成部88可以在车辆100的行进方向上存在具有阈值lth以下的可行驶宽度l2的第2可行驶区域124的情况下，计算从车辆100至该第2可行驶区域124的距离作为车辆100的可行进距离dl(dla)，或者，在行驶路径114在车辆100的行进方向上与障碍物区域106a～106i交叉的情况下，计算从车辆100至交叉部位近前的第2可行驶区域124的距离作为可行进距离dl(dlo)。据此，能够根据与到障碍物区域106a～106i近前的地点为止的可行进距离dl的长度对应的行驶路径114来设定行驶轨迹，因此能够可靠地避免车辆100与障碍物的干涉。另外，在即使用上述的2个判定方法仍然判定为不能行驶的情况下，通过选择距离较短的一方，能够提高判定结果的精度。而且，由于能够根据可行进距离dl计算用于避免干涉的目标速度，因此用于避免干涉的行驶路径114(与行驶路径114对应的行驶轨迹)的生成变得容易。

另外，外界识别部52根据道路环境中所包含的车辆100的车道102的两侧边界线108或者道路结构体110的信息，分为车道102的宽度方向上的基本行驶范围118和基本行驶范围118的外侧的脱离容许范围120进行识别。据此，在通常时，可行驶路径生成部88能够在基本行驶范围118内生成行驶路径114，另一方面，在基本行驶范围118在固定宽度以下的情况下，或者在基本行驶范围118的中心(理想行驶路线112)附近存在障碍物区域106a～106i的情况下，可行驶路径生成部88能够在脱离容许范围120内生成行驶路径114。

即，在车道102上不存在障碍物的通常时将行驶路径114设定在基本行驶范围118内以使车辆100在车道102上行驶，据此，能够使车辆100在与该基本行驶范围118对应的行驶轨迹上行驶。

另一方面，在车道102上存在障碍物的情况下，车辆100以靠车道102的左、右路肩116中的任意一方的路肩116(宽度较宽的路肩116)的方式行驶。因此，基本行驶范围118在固定宽度以下或者在基本行驶范围118的中心附近存在障碍物的情况下，在脱离容许范围120内生成行驶路径114，并且根据所生成的行驶路径114生成行驶轨迹，据此能够使车辆100一边避免与障碍物干涉一边进行行驶。

并且，外界识别部52也能够根据外界状态检测部80的检测结果将存在于车辆100的行进方向上的至少一个物体确定为障碍物，并且生成包含所确定的障碍物的具有多边形形状的障碍物区域106a～106i。据此，即使在车辆100的行进方向前方存在多个障碍物的情况下，通过综合为障碍物区域106a～106i，也能够高效地进行可行驶路径生成部88中的处理。

此外，车辆控制装置10还具有车辆控制部60，该车辆控制部60使用基于由可行驶路径生成部88生成的行驶路径114的行驶轨迹(例如，短期轨迹st)来控制车辆100，据此能够使用行驶轨迹来高效地控制车辆100的行为。

[4.补充]

此外，本发明不限于上述实施方式，当然可以在不脱离本发明主旨的范围内自由变更。