CN107187449A - 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序 - Google Patents

车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序。所述车辆控制系统包括：识别部，识别自身车辆的位置及周边环境；以及控制部，实施自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶，且参照由所述识别部所识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足所述开始条件，则开始所述自动驾驶。藉此，可抑制在自动驾驶开始时对车辆乘员造成的繁琐性。

Description

车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序
技术领域
本发明涉及一种车辆控制系统(system)、车辆控制方法以及车辆控制程序(program)。
背景技术
对于自动控制自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶正推进研究。与此关联地，公开了一种当由驾驶员执行的任务(task)全部完成时，由手动驾驶模式切换为自动驾驶模式的技术(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2016-504232号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，以往的技术中，用于开始自动驾驶的操作繁琐。
本发明是考虑到此种状况而完成，其目的之一在于抑制自动驾驶开始时对车辆乘员造成的繁琐性。
解决问题的技术手段
技术方案1所述的发明是一种车辆控制系统，包括：识别部，识别自身车辆的位置及周边环境；以及控制部，实施自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶，且参照由所述识别部所识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足所述开始条件，则开始所述自动驾驶。
技术方案2所述的发明是根据技术方案1所述的车辆控制系统，其中，所述开始条件包含所述自身车辆依序通过预先设定的多个通过地点。
技术方案3所述的发明是根据技术方案1或2所述的车辆控制系统，其包括：速度检测部，检测所述自身车辆的速度，所述开始条件包含由所述速度检测部所检测出的所述自身车辆的速度为设定速度以上。
技术方案4所述的发明是根据技术方案1至3中任一项所述的车辆控制系统，其包括：输出部，输出信息，所述控制部使所述输出部输出所述开始条件和/或表示所述开始条件的成立状态的信息。
技术方案5所述的发明是根据技术方案1至4中任一项所述的车辆控制系统，其包括：熟练度推测部，推测在未实施所述自动驾驶时进行驾驶操作的车辆乘员的熟练度，由所述熟练度推测部所推测出的熟练度越高，则所述控制部越放宽所述开始条件。
技术方案6所述的发明是根据技术方案5所述的车辆控制系统，其包括：受理部，受理所述车辆乘员的操作，所述熟练度推测部基于所述车辆乘员针对与所述自动驾驶相关的操作请求进行操作时的所述车辆乘员的反应，来推测所述车辆乘员的熟练度。
技术方案7所述的发明是根据技术方案5或6所述的车辆控制系统，其中，所述熟练度推测部基于经历过所述控制部的自动驾驶的次数，来推测所述车辆乘员的熟练度。
技术方案8所述的发明是根据技术方案1至7中任一项所述的车辆控制系统，其中，所述控制部在设定有所述自身车辆应到达的目的地时，基于是否满足所述开始条件来开始所述自动驾驶。
技术方案9所述的发明是根据技术方案1至8中任一项所述的车辆控制系统，其包括：受理部，受理车辆乘员的操作，所述控制部在对所述受理部进行了允许基于是否满足所述开始条件的、所述自动驾驶的开始的操作时，基于是否满足所述开始条件来开始所述自动驾驶。
技术方案10所述的发明是根据技术方案9所述的车辆控制系统，其包括：输出部，输出信息，所述受理部受理所述车辆乘员设定目的地的操作，所述控制部在所述受理部受理了设定目的地的操作时，使所述输出部输出询问是否允许基于是否满足所述开始条件的、所述自动驾驶的开始的信息。
技术方案11所述的发明是根据技术方案1至10中任一项所述的车辆控制系统，其包括：受理部，受理车辆乘员的操作，所述控制部在对所述受理部进行了变更所述开始条件的操作时，变更所述开始条件。
技术方案12所述的发明是一种车辆控制方法，车载计算机识别自身车辆的位置及周边环境，基于所述识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足所述开始条件，则开始自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶。
技术方案13所述的发明是一种车辆控制程序，其使车载计算机识别自身车辆的位置及周边环境，基于所述识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足所述开始条件，则开始自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶。
发明的效果
根据技术方案1至3以及8至13所述的发明，判定是否满足包含自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足开始条件，则开始自动驾驶，由此，能够抑制在自动驾驶开始时对车辆乘员造成的繁琐性。
根据技术方案4所述的发明，通过使输出部输出开始条件和/或表示开始条件的成立状态的信息，从而能够给予利用者以安心感。
根据技术方案5至7所述的发明，由熟练度推测部所推测出的熟练度越高，则越放宽开始条件，由此，能够设定与熟练度相应的开始条件。
附图说明
图1是表示自身车辆M的构成要素的图。
图2是以车辆控制系统100为中心的功能构成图，是自身车辆M的功能构成图。
图3是人机接口(Human Machine Interface，HMI)70的构成图。
图4是表示由自身车位置识别部140识别自身车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情况的图。
图5是表示对于某区间所生成的行动计划的一例的图。
图6是表示轨道生成部146的构成的一例的图。
图7是表示由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的一例的图。
图8是以轨道点K来表现由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的图。
图9是表示车道变更目标(target)位置TA的图。
图10是表示将三辆周边车辆的速度假定为固定时的速度生成模型(model)的图。
图11是用于说明开始条件的图。
图12是表示自身车辆M的路径被设定时显示于显示装置82的接口(interface)图像IM1的一例的图。
图13是表示接口图像IM2的一例的图，该接口图像IM2表示自动驾驶的开始条件的成立状态。
图14是表示由切换控制部150所执行的处理的流程的流程图。
符号的说明：
20、20-1～20-7：探测器
30、30-1～30-6：雷达
40：摄像机
50：导航装置
55：通信装置
60：车辆传感器
70：HMI
71：加速器踏板
72：加速器开度传感器
73：加速器踏板反作用力输出装置
74：制动器踏板
75：制动器踩踏量传感器
76：换挡杆
77：档位传感器
78：方向盘
79：转向舵角传感器
80：转向扭矩传感器
81：其他驾驶操作器件
82：显示装置
83：扬声器
84：接触操作检测装置
85：内容再现装置
86：各种操作开关
87：自动驾驶切换开关
88：座椅
89：座椅驱动装置
90：车窗玻璃
91：车窗驱动装置
95：车厢内摄像机
100：车辆控制系统
110：目标车道决定部
120：自动驾驶控制部
130：自动驾驶模式控制部
140：自身车位置识别部
142：外界识别部
144：行动计划生成部
146：轨道生成部
146A：行驶形态决定部
146B：轨道候补生成部
146C：评价/选择部
150：切换控制部
155：熟练度推测部
160：行驶控制部
170：HMI控制部
180：存储部
182：高精度地图信息
184：目标车道信息
186：行动计划信息
200：行驶驱动力输出装置
210：转向装置
220：制动器装置
Al：目的地显示区域
A2：可自动驾驶区间显示区域
A3：询问图像显示区域
A4：第1通过状态显示区域
A5：第2通过状态显示区域
A6：第3通过状态显示区域
A7：速度条件显示区域
CL：行驶车道中央
CP：车道变更完成的点
DD：探测器件
IM1、IM2：接口图像
K：轨道点
L1：行驶车道、自身车道、主干道
L2：邻接车道
L3：汇流车道
M：自身车辆
mA：前方车辆
mB：前方基准车辆
mC：后方基准车辆
OS：背离
S100～S116：步骤
SW1、SW2：GUI开关
TA：车道变更目标位置
V1：设定速度
θ：角度
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序的实施方式进行说明。
图1是表示搭载有各实施方式的车辆控制系统100的车辆(以下称作自身车辆M)的构成要素的图。搭载有车辆控制系统100的车辆例如是二轮或三轮、四轮等的汽车，包括以柴油发动机或汽油发动机等内燃机作为动力源的汽车、以电动机作为动力源的电动汽车、兼具内燃机及电动机的混合动力(hVbrid)汽车等。电动汽车例如是使用由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、乙醇(alcohol)燃料电池等电池放出的电力来驱动。
如图1所示，在自身车辆M上，搭载有探测器(finder)20-1至探测器20-7、雷达(radar)30-1至雷达30-6及摄像机(camera)40等传感器(sensor)与导航(navigation)装置50和车辆控制系统100。
探测器20-1至探测器20-7例如是测定相对于照射光的散射光，以测定直至对象为止的距离的LIDAR(Light Detection and Ranging(光探测与测量)或Laser ImagingDetection and Ranging(激光成像探测与测量))。例如，探测器20-1被安装于前格栅(front grill)等，探测器20-2及探测器20-3被安装于车身的侧面或门镜(door mirror)、前照灯内部、侧灯附近等。探测器20-4被安装于后车厢盖(trunk lid)等，探测器20-5及探测器20-6被安装于车身的侧面或尾灯内部等。所述探测器20-1至探测器20-6例如关于水平方向而具有150度左右的检测区域。而且，探测器20-7被安装于车顶(roof)等。探测器20-7例如关于水平方向而具有360度的检测区域。
雷达30-1及雷达30-4例如是纵深方向的检测区域比其他雷达广的长距离毫米波雷达。而且，雷达30-2、雷达30-3、雷达30-5、雷达30-6是纵深方向的检测区域比雷达30-1及雷达30-4窄的中距离毫米波雷达。
以下，在不特别区分探测器20-1至探测器20-7的情况下，简述为“探测器20”，在不特别区分雷达30-1至雷达30-6的情况下，简述为“雷达30”。雷达30例如通过调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FM-CW)方式来检测物体。
摄像机40例如是利用电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等个体摄像元件的数字摄像机(digital camera)。摄像机40被安装于前挡风玻璃(front windshield)上部或车内镜(room mirror)背面等。摄像机40例如周期性地反复拍摄自身车辆M的前方。摄像机40也可为包含多个摄像机的立体摄像机(stereocamera)。
另外，图1所示的构成不过是一例，即可省略构成的一部分，也可进一步追加其他构成。
图2是以实施方式的车辆控制系统100为中心的功能构成图。在自身车辆M中，搭载有：包含探测器20、雷达30及摄像机40等的探测器件(device)DD、导航装置50、通信装置55、车辆传感器60、人机接口(Human Machine Interface，HMI)70、车辆控制系统100、行驶驱动力输出装置200、转向(steering)装置210及制动器(brake)装置210。这些装置或设备是通过控制器区域网络(Controller Area Network，CAN)通信线等多工通信线或串行(serial)通信线、无线通信网等而彼此连接。另外，权利要求书中的车辆控制系统并非仅指“车辆控制系统100”，也包含车辆控制系统100以外的构成(探测部DD或HMI 70等)。
导航装置50具有全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机或地图信息(导航地图)、作为用户接口(user interface)发挥功能的触摸屏(touch panel)式显示装置、扬声器(speaker)、麦克风(microphone)等。导航装置50通过GNSS接收机来确定自身车辆M的位置，导出从该位置直至由用户指定的目的地为止的路径。由导航装置50所导出的路径被提供给车辆控制系统100的目标车道决定部110。自身车辆M的位置也可通过利用车辆传感器60的输出的惯性导航系统(Inertial NavigationSystem，INS)来确定或补充。而且，导航装置50在车辆控制系统100执行手动驾驶模式时，对于到达目的地的路径，通过声音或导航显示来进行引导。另外，用于确定自身车辆M的位置的构成也可独立于导航装置50而设置。而且，导航装置50例如也可通过用户所持有的智能电话(smartphone)或平板(tablet)终端等终端装置的功能来实现。此时，终端装置与车辆控制系统100之间通过基于无线或有线的通信来进行信息的收发。
通信装置55例如进行利用蜂窝网(cellular net)或无线保真(WirelessFidelity，Wi-Fi)网、蓝牙(Bluetooth(注册商标))、专用短程通信(Dedicated ShortRange Communication，DSRC)等的无线通信。
车辆传感器60包含检测车速的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的偏航传感器(yaw rate sensor)、检测自身车辆M的方向的方位传感器等。
图3是HMI 70的构成图。HMI 70例如具备驾驶操作系统的构成与非驾驶操作系统的构成。它们的边界并不明确，驾驶操作系统的构成也可具备非驾驶操作系统的功能(或者相反)。
作为驾驶操作系统的构成，HMI 70例如包含加速器踏板(accelerator pedal)71、加速器开度传感器72及加速器踏板反作用力输出装置73、制动踏板74及制动器踩踏量传感器(或者主压传感器等)75、换挡杆(shift lever)76及档位传感器77、方向盘(steeringwheel)78、转向舵角传感器79及转向扭矩传感器80与其他驾驶操作器件81。
加速器踏板71是用于受理车辆乘员的加速指示(或者基于恢复操作的减速指示)的操作件。加速器开度传感器72检测加速器踏板71的踩踏量，并输出表示踩踏量的加速器开度信号。另外，也可代替输出至车辆控制系统100，而直接输出至行驶驱动力输出装置200、转向装置210或制动器装置220。以下说明的其他驾驶操作系统的构成也同样。加速器踏板反作用力输出装置73例如根据来自车辆控制系统100的指示，将相对于加速器踏板71而与操作方向为反向的力(操作反作用力)输出至车辆控制系统100。
制动踏板74是用于受理车辆乘员的减速指示的操作件。制动器踩踏量传感器75检测制动踏板74的踩踏量(或者踩踏力)，并将表示检测结果的制动器信号输出至车辆控制系统100。
换挡杆76是用于受理车辆乘员对档位的变更指示的操作件。档位传感器77检测由车辆乘员所指示的档位，并将表示检测结果的档位信号输出至车辆控制系统100。
方向盘78是用于受理车辆乘员的回转指示的操作件。转向舵角传感器79检测方向盘78的操作角，并将表示检测结果的转向舵角信号输出至车辆控制系统100。转向扭矩传感器80检测对方向盘78施加的扭矩，并将表示检测结果的转向扭矩信号输出至车辆控制系统100。
其他驾驶操作器件81例如为摇杆(joystick)、按钮(button)、选位开关(dialswitch)、图形用户接口(Graphical User Interface，GUI)开关等。其他驾驶操作器件81受理加速指示、减速指示、回转指示等，并输出至车辆控制系统100。
作为非驾驶操作系统的构成，HMI 70例如包含显示装置82、扬声器83、接触操作检测装置84及内容(contents)再现装置85、各种操作开关86、座椅(seat)88及座椅驱动装置89、车窗玻璃(window glass)90及车窗驱动装置91。
显示装置82例如是被安装于仪表面板(instrument panel)的各部、副驾驶座或者与后部座席相向的任意部位等的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示装置等。而且，显示装置82也可为将图像投影至前挡风玻璃或其他车窗的抬头显示器(Head Up Display，HUD)。扬声器83输出声音。接触操作检测装置84在显示装置82为触摸屏的情况下，检测显示装置82的显示画面上的接触位置(触摸位置)，并输出至车辆控制系统100。另外，在显示装置82并非触摸屏的情况下，可省略接触操作检测装置84。
内容再现装置85例如包含数字通用光盘(Digital Versatile Disc，DVD)再现装置、光盘(Compact Disc，CD)再现装置、电视(television)接收机、各种引导图像的生成装置等。显示装置82、扬声器83、接触操作检测装置84及内容再现装置85也可为部分或全部与导航装置50共用的构成。
各种操作开关86被配置于车厢内的任意部位。各种操作开关86包含指示自动驾驶的开始(或者将来开始)及停止的自动驾驶切换开关87。自动驾驶切换开关87为GUI(Graphical User Interface)开关、机械式开关中的任一种皆可。而且，各种操作开关86也可包含用于驱动座椅驱动装置89或车窗驱动装置91的开关。
座椅88是车辆乘员所乘坐的座椅。座椅驱动装置89自如驱动座椅88的倾斜(reclining)角、前后方向位置、偏转角等。车窗玻璃90例如被设于各车门。车窗驱动装置91对车窗玻璃90进行开闭驱动。
车厢内摄像机95是利用CCD或CMOS等个体摄像元件的数字摄像机。车厢内摄像机95被安装于后视镜(back mirror)或方向盘连接座(steering boss)部、仪表面板等可对进行驾驶操作的车辆乘员的至少头部进行摄像的位置。摄像机40例如周期性地反复拍摄车辆乘员。
在说明车辆控制系统100之前，先对行驶驱动力输出装置200、转向装置210及制动器装置220进行说明。
行驶驱动力输出装置200将用于车辆行驶的行驶驱动力(扭矩)输出至驱动轮。行驶驱动力输出装置200例如在自身车辆M是以内燃机作为动力源的汽车时，具备发动机、变速器及控制发动机的发动机电控单元(Electronic Control Unit，ECU)，在自身车辆M是以电动机作为动力源的电动汽车时，具备行驶用马达及控制行驶用马达的马达ECU，在自身车辆M是混合动力汽车时，具备发动机、变速器及发动机ECU与行驶用马达及马达ECU。在行驶驱动力输出装置200仅包含发动机的情况下，发动机ECU根据从后述的行驶控制部160输入的信息，来调整发动机的节气门(throttle)开度或档位等。在行驶驱动力输出装置200仅包含行驶用马达的情况下，马达ECU根据从行驶控制部160输入的信息，调整给予至行驶用马达的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的占空比(duty rate)。在行驶驱动力输出装置200包含发动机及行驶用马达的情况下，发动机ECU及马达ECU根据从行驶控制部160输入的信息，彼此协调地控制行驶驱动力。
转向装置210例如具备转向ECU与电动马达。电动马达例如使力作用于齿条与齿轮(rack and pinion)机构而变更转向轮的方向。转向ECU根据从车辆控制系统100输入的信息、或者所输入的转向舵角或转向扭矩的信息来驱动电动马达，以变更转向轮的方向。
制动器装置220例如是具备制动卡钳(brake caliper)、将液压传递至制动卡钳的气缸(cylinder)、使气缸产生液压的电动马达及制动控制部的电动伺服(servo)制动器装置。电动伺服制动器装置的制动控制部根据从行驶控制部160输入的信息来控制电动马达，以将与制动操作相应的制动扭矩输出至各车轮。电动伺服制动器装置可具备将通过制动踏板的操作而产生的液压经由主气缸(master cylinder)而传递至气缸的机构来作为后备(backup)。另外，制动器装置220并不限于所述说明的电动伺服制动器装置，也可为电子控制式液压制动器装置。电子控制式液压制动器装置根据从行驶控制部160输入的信息来控制致动器(actuator)，将主气缸的液压传递至气缸。而且，制动器装置220也可包含再生制动器，该再生制动器利用可包含于行驶驱动力输出装置200中的行驶用马达。
[车辆控制系统]
以下说明车辆控制系统100。车辆控制系统100例如通过一个以上的处理器(processor)或具有同等功能的硬件(hardware)来实现。车辆控制系统100可为由将中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理器、存储装置及通信接口通过内部总线(bus)连接而成的ECU(Electronic Control Unit)或者微处理单元(Micro-Processing Unit，MPU)等组合而成的构成。
返回图2，车辆控制系统1例如具备目标车道决定部110、自动驾驶控制部120、行驶控制部160及存储部180。自动驾驶控制部120例如具备自动驾驶模式控制部130、自身车位置识别部140、外界识别部142、行动计划生成部144、轨道生成部146、切换控制部150及熟练度推测部155。目标车道决定部110、自动驾驶控制部120的各部以及行驶控制部160中的部分或全部通过处理器执行程序(软件(software))而实现。而且，它们中的部分或者全部也可通过大规模集成电路(Large Scale Integration，LSI)或专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)等硬件来实现，还可通过软件与硬件的组合来实现。
在存储部180中，例如保存有高精度地图信息182、目标车道信息184、行动计划信息186等信息。存储部180是利用只读存储器(Read Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、快闪存储器(flashmemory)等实现。处理器所执行的程序既可预先保存于存储部180中，也可经由车载国际互联网(Internet)设备等而从外部装置下载(download)。而且，程序也可通过将保存有该程序的便携式存储介质安装于未图示的驱动(drive)装置中，而安设(install)至存储部180中。而且，车辆控制系统100也可通过多个计算机装置而分散化。
目标车道决定部110例如通过MPU而实现。目标车道决定部110将从导航装置50提供的路径分割为多个块(block)(例如关于车辆行进方向而分割为每100[m])，参照高精度地图信息182，对应每个块来决定目标车道。目标车道决定部110例如进行在从左计起的第几个车道上行驶的决定。目标车道决定部110例如在路径中存在分岔部位或汇流部位等的情况下，以自身车辆M能够在用于行进至分岔地的合理的行驶路径行驶的方式，来决定目标车道。由目标车道决定部110所决定的目标车道作为目标车道信息184而存储于存储部180中。
高精度地图信息182是精度比导航装置50所具有的导航地图高的地图信息。高精度地图信息182例如包含车道中央的信息或者车道边界的信息等。而且，在高精度地图信息182中，可包含道路信息、交通限制信息、住所信息(住所、邮政编号)、设施信息、电话号码信息等。道路信息包含：高速道路、收费道路、国道、都道府县道等表示道路种类的信息；或道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包含经度、维度、高度的三维坐标)、车道的弯道(curve)的曲率、车道的汇流及分岔点的位置、道路上所设的标识等信息。交通限制信息包含因施工或交通事故、拥堵等导致车道被封锁的信息。
自动驾驶模式控制部130决定自动驾驶控制部120所实施的自动驾驶的模式。本实施方式中的自动驾驶的模式包含以下模式。另外，以下不过是一例，自动驾驶的模式数量可任意决定。
[第1模式]
第1模式是自动驾驶程度最高的模式。在实施第1模式时，自动进行所有的车辆控制，例如复杂的汇流控制等，因此车辆乘员无须监视自身车辆M的周边或状态。
[第2模式]
第2模式是自动驾驶程度仅次于第1模式的模式。在实施第2模式时，原则上自动进行所有的车辆控制，但根据情景，自身车辆M的驾驶操作将委托给车辆乘员。因此，车辆乘员必须监视自身车辆M的周边或状态。
[第3模式]
第3模式是自动驾驶程度仅次于第2模式的模式。在实施第3模式时，车辆乘员必须对HMI 70进行与情景相应的确认操作。第3模式中，例如将车道变更的时机(timing)通知给车辆乘员，当车辆乘员对HMI 70进行指示车道变更的操作时，进行自动的车道变更。因此，车辆乘员必须监视自身车辆M的周边或状态。
自动驾驶模式控制部130基于车辆乘员对HMI 70的操作、由行动计划生成部144所决定的事件(event)、由轨道生成部146所决定的行驶形态等，来决定自动驾驶的模式。自动驾驶的模式被通知给HMI控制部170。而且，在自动驾驶的模式中，也可设定与自身车辆M的探测器件DD的性能等相应的界限。例如，若探测器件DD的性能低，则可不实施第1模式。在任一模式下，均能够通过针对HMI 70中的驾驶操作系统的构成的操作，来切换为手动驾驶模式(超驰(override))。
自动驾驶控制部120的自身车位置识别部140基于保存在存储部180中的高精度地图信息182与从探测器20、雷达30、摄像机40、导航装置50或车辆传感器60输入的信息，来识别自身车辆M所行驶的车道(行驶车道)及自身车辆M相对于行驶车道的相对位置。
自身车位置识别部140例如通过对从高精度地图信息182中识别的道路分划线的图形(例如实线与虚线的排列)、与从由摄像机40所拍摄的图像中识别的自身车辆M周边的道路分划线的图形进行比较，从而识别行驶车道。在该识别中，也可将从导航装置50获取的自身车辆M的位置或基于INS的处理结果考虑在内。
图4是表示通过自身车位置识别部140来识别自身车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情况的图。自身车位置识别部140例如将自身车辆M的基准点(例如重心)距行驶车道中央CL的背离OS、及自身车辆M的行进方向相对于将行驶车道中央CL相连的线所成的角度θ，作为自身车辆M相对于行驶车道L1的相对位置而识别。另外，也可代替于此，自身车位置识别部140将自身车辆M的基准点相对于自身车道L1的任一侧端部的位置等，作为自身车辆M相对于行驶车道的相对位置而识别。由自身车位置识别部140所识别的自身车辆M的相对位置被提供给目标车道决定部110。
外界识别部142基于从探测器20、雷达30、摄像机40等输入的信息，来识别周边车辆的位置及速度、加速度等状态。所谓周边车辆，例如是指在自身车辆M的周边行驶的车辆且朝与自身车辆M相同的方向行驶的车辆。周边车辆的位置既可用其他车辆的重心或隅角(corner)等代表点来表示，也可用以其他车辆的轮廓表现的区域来表示。所谓周边车辆的“状态”，也可包含基于所述各种设备的信息而掌握的周边车辆的加速度、是否正在进行车道变更(或者是否要进行车道变更)。而且，外界识别部142除了周边车辆以外，也可识别护栏(guardrail)或电线杆、驻车车辆、步行者及其他物体的位置。
行动计划生成部144设定自动驾驶的开始(start)地点和/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的开始地点既可为自身车辆M的当前位置，也可为进行指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部144对于该开始地点与自动驾驶目的地之间的区间生成行动计划。另外，并不限于此，行动计划生成部144也可对任意区间生成行动计划。
行动计划例如包含依序执行的多个事件。事件例如包含：使自身车辆M减速的减速事件；或使自身车辆M加速的加速事件；以不脱离行驶车道的方式来使自身车辆M行驶的车道保持(lane keep)事件；变更行驶车道的车道变更事件；使自身车辆M超越前方车辆的超车事件；在分岔点变更所需的车道，或者以不脱离当前的行驶车道的方式来使自身车辆M行驶的分岔事件；在用于汇流至主干道的汇流车道使自身车辆M加减速，并变更行驶车道的汇流事件；在自动驾驶的开始地点由手动驾驶模式转变为自动驾驶模式，或者在自动驾驶的结束预定地点由自动驾驶模式转变为手动驾驶模式的交接(handover)事件等。行动计划生成部144在要切换由目标车道决定部110所决定的目标车道的部位，设定车道变更事件、分岔事件或汇流事件。表示由行动计划生成部144所生成的行动计划的信息作为行动计划信息186而保存于存储部180中。
图5是表示对于某区间而生成的行动计划的一例的图。如图所示，行动计划生成部144生成自身车辆M在目标车道信息184所示的目标车道上行驶所需的行动计划。另外，行动计划生成部144也可不论目标车道信息184如何，而是根据自身车辆M的状况变化来动态地变更行动计划。例如，行动计划生成部144在车辆行驶过程中由外界识别部142所识别的周边车辆的速度超过阈值，或者在邻接于自身车道的车道上行驶的周边车辆的移动方向朝向自身车道方向时，变更自身车辆M在行驶预定的驾驶区间设定的事件。例如，若以在车道保持事件之后执行车道变更事件的方式而设定有事件，则当根据外界识别部142的识别结果而判明在该车道保持事件中车辆从车道变更目标的车道后方以阈值以上的速度行进时，行动计划生成部144也可将车道保持事件的下个事件由车道变更事件变更为减速事件或车道保持事件等。其结果，车辆控制系统100即使在外界的状态产生了变化的情况下，也能够安全地使自身车辆M自动行驶。
图6是表示轨道生成部146的构成的一例的图。轨道生成部146例如具备行驶形态决定部146A、轨道候补生成部146B以及评价/选择部146C。
行驶形态决定部146A例如在实施车道保持事件时，决定定速行驶、跟随行驶、低速跟随行驶、减速行驶、弯道行驶、避障行驶等中的任一行驶形态。例如，行驶形态决定部146A在自身车辆M的前方不存在其他车辆时，将行驶形态决定为定速行驶。而且，行驶形态决定部146A在相对于前方车辆进行跟随行驶时，将行驶形态决定为跟随行驶。而且，行驶形态决定部146A在拥堵情景等时，将行驶形态决定为低速跟随行驶。而且，行驶形态决定部146A在由外界识别部142识别出前方车辆的减速时或实施停车或驻车等事件时，将行驶形态决定为减速行驶。而且，行驶形态决定部146A在由外界识别部142识别出自身车辆M临近弯道时，将行驶形态决定为弯道行驶。而且，行驶形态决定部146A在由外界识别部142识别出自身车辆M的前方存在障碍物时，将行驶形态决定为避障行驶。而且，行驶形态决定部146A在实施车道变更事件、超车事件、分岔事件、汇流事件、交接事件等时，决定与各个事件相应的行驶形态。
轨道候补生成部146B基于由行驶形态决定部146A所决定的行驶形态，生成轨道候补。图7是表示由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的一例的图。图7表示在自身车辆M将车道由车道L1变更为车道L2时所生成的轨道候补。
轨道生成部146将图7所示般的轨道，决定为例如在将来的每个规定时间，自身车辆M的基准位置(例如重心或后轮轴中心)应到达的目标位置(轨道点K)的集合。图8是以轨道点K来表现由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的图。轨道点K的间隔越宽，自身车辆M的速度越快，轨道点K的间隔越窄，自身车辆M的速度越慢。因而，轨道生成部146在欲加速时，逐渐加宽轨道点K的间隔，在欲减速时，逐渐缩窄轨道点的间隔。
如此，由于轨道点K包含速度成分，因此轨道生成部146必须对轨道点K分别赋予目标速度。目标速度是根据由行驶形态决定部146A所决定的行驶形态来决定。
此处，对进行车道变更(包含分岔)时的目标速度的决定方法进行说明。轨道生成部146首先设定车道变更目标位置(或者汇流目标位置)。车道变更目标位置是作为与周边车辆的相对位置而设定，决定“在哪个周边车辆之间进行车道变更”。轨道生成部146以车道变更目标位置为基准而着眼于三辆周边车辆，决定进行车道变更时的目标速度。图9是表示车道变更目标位置TA的图。图中，L1表示自身车道，L2表示邻接车道。此处，将在与自身车辆M相同的车道上，在自身车辆M的正前方行驶的周边车辆定义为前方车辆mA，将在车道变更目标位置TA的正前方行驶的周边车辆定义为前方基准车辆mB，将在车道变更目标位置TA的正后方行驶的周边车辆定义为后方基准车辆mC。自身车辆M为了移动至车道变更目标位置TA的侧方，必须进行加减速，但此时，必须避免追尾前方车辆mA。因此，轨道生成部146预测三辆周边车辆的将来状态，以不会与各周边车辆干涉的方式决定目标速度。
图10是表示将三辆周边车辆的速度假定为固定时的速度生成模型的图。图中，从mA、mB及mC延伸出的直线表示假定各个周边车辆为定速行驶时的行进方向上的位移。自身车辆M在车道变更完成的点CP处，位于前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间，且在此之前，必须位于前方车辆mA之后。在此种限制之下，轨道生成部146导出多个直至车道变更完成为止的目标速度的时间序列图形。并且，通过将目标速度的时间序列图形应用于样条曲线(spline curve)等模型，从而导出多个图8所示的轨道候补。另外，三辆周边车辆的运动图形并不限于图10所示的定速度，也可将恒加速度、恒加加速度(jerk)(急动度)作为前提来预测。
评价/选择部146C针对由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补，例如基于计划性与安全性这两个观点来进行评价，以选择要输出至行驶控制部160的轨道。根据计划性的观点，例如若相对于已生成的规划(plan)(例如行动计划)的跟随性高且轨道的全长短，则将轨道评价为高。例如，在期望朝右方向变更车道的情况下，暂时朝左方向变更车道再返回的轨道成为低评价。根据安全性的观点，例如在各个轨道点处，自身车辆M与物体(周边车辆等)的距离越远，加减速度或舵角的变化量等越小，则评价为越高。
切换控制部150基于从自动驾驶切换开关87输入的信号或其他，在自动驾驶模式与手动驾驶模式之间相互切换。而且，切换控制部150基于针对HMI70中的驾驶操作系统的构成的指示加速、减速或转向的操作，由自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。例如，切换控制部150在从HMI70中的驾驶操作系统的构成输入的信号所示的操作量超过阈值的状态持续了基准时间以上时，由自动驾驶模式切换为手动驾驶模式(超驰)。而且，切换控制部150也可在通过超驰切换为手动驾驶模式之后，在规定时间的期间内，未检测到针对HMI 70中的驾驶操作系统的构成的操作时，恢复为自动驾驶模式。
[自动驾驶的开始控制]
以下说明切换控制部150对自动驾驶的开始控制。切换控制部150除了基于对自动驾驶切换开关87的操作来开始自动驾驶以外，还通过以下的方法来开始自动驾驶。
切换控制部150参照自身车辆M的位置及周边环境，判定是否满足包含自身车辆M已通过预先设定的通过地点的开始条件。若判定为满足开始条件，则切换控制部150使自动驾驶控制部120开始自动驾驶。开始条件是用于使自身车辆M自动开始自动驾驶的条件，且包含自身车辆M已通过预先设定的一个或多个通过地点、或者通过最终通过地点的时刻的自身车辆M的速度为设定速度以上。作为开始条件所设定的通过地点的数量或通过地点的位置、设定速度等既可根据自动驾驶的开始位置来固定地设定，也可基于后述的车辆乘员的驾驶熟练度来设定。
图11是用于说明开始条件的图。在图示的示例中，设为自身车辆M欲进入汇流至主干道L1的汇流车道L3。自身车辆M中，设定有自身车辆M要到达的目的地以及直至目的地为止的路径。切换控制部150在决定了直至目的地为止的路径时，从高精度地图信息182中导出(或者读出)路径上的可实施自动驾驶的区间(可自动驾驶区间)。图中所示的自动驾驶开始地点被设定在可自动驾驶区间的起点附近。
而且，切换控制部150将表示自动驾驶开始地点与通过地点的对应关系的对应信息保存在存储部180中。对应信息并不限于直接指定通过地点的信息(例如坐标)，可为“收费站跟前500m的地点、收费站跟前10m的地点、收费站往前300m的地点”等表示“规则”的信息。而且，对应信息也可为高精度地图信息182的一部分。切换控制部150在决定自动驾驶开始地点时，将与此对应的通过地点的信息从存储部180中予以读出(或者根据“规则”决定通过地点)，并使其包含在开始条件中。图11的示例中，当自身车辆M依序通过通过地点1至通过地点3，且在通过通过地点3的时刻，自身车辆M的速度V为设定速度V1以上时，切换控制部150自动开始自动驾驶。已通过通过地点的确认例如通过对从导航装置50输入的自身车辆M的位置与高精度地图信息182进行比较来进行。
而且，对于被设定在自动驾驶开始地点跟前的通过地点，例如也可在设定路径时，通过车辆乘员对HMI 70的操作来设定。这样，能够在车辆乘员喜好的时机自动开始自动驾驶。
而且，切换控制部150协同导航装置50来进行以下处理。切换控制部150在设定目的地时，使用于询问是否自动开始自动驾驶的接口图像IM显示于显示装置82。图12是表示在设定有自身车辆M的路径时显示于显示装置82的接口图像IM1的一例的图。在接口图像IM1上，包含显示由用户所设定的目的地的目的地显示区域A1、及显示可自动驾驶区间的可自动驾驶区间显示区域A2。
在接口图像IM2上，包含询问图像显示区域A3，该询问图像显示区域A3用于在满足开始条件时询问是否允许自动开始自动驾驶。而且，在接口图像IM2上，设定受理针对询问的操作输入的GUI开关SW1及GUI开关SW2等。GUI开关SW1是受理允许自动开始自动驾驶的开关，GUI开关SW2是受理不允许自动开始自动驾驶的开关。
例如，切换控制部150在GUI开关SW1受理了操作输入且满足开始条件时，自动开始自动驾驶，在受理了GUI开关SW2的操作输入时，仅通过手动操作来开始自动驾驶。
而且，切换控制部150使自动驾驶的自动开始的条件和/或表示开始条件的成立状态的信息显示于显示装置82。图13是表示接口图像IM2的一例的图，该接口图像IM2表示自动驾驶的开始条件的成立状态。所谓表示开始条件的成立状态的信息，例如是指表示自身车辆M是否已通过预先设定的通过地点的信息。在接口图像IM2上，例如包含显示自身车辆M是否已通过通过地点1的第1通过状态显示区域A4、显示是否已通过通过地点2的第2通过状态显示区域A5、及显示是否已通过通过地点3的第3通过状态显示区域A6。而且，在接口图像IM2上，包含表示设定速度V1的信息与表示自身车辆M的速度是否已达到设定速度V1的速度条件显示区域A7。图示的示例中，设定速度V1为55km/h。在速度条件显示区域A7中，例如当自身车辆的速度尚未达到设定速度V1时，显示“需要加速”的信息。另外，对于此类信息，也可代替显示而(或者除了显示以外，还)通过声音来输出。
而且，切换控制部150也可基于由熟练度推测部155所推测出的熟练度来设定开始条件。例如熟练度越高，切换控制部150越放宽开始条件。例如，切换控制部150通过减少作为开始条件的通过地点的数量，或者将最终的通过地点较之对熟练度低的人所设定的最终通过地点而设定至跟前侧，从而放宽开始条件。而且，切换控制部150也可通过将设定速度V1变更得较低来放宽开始条件。
熟练度推测部155推测在手动驾驶模式下进行驾驶操作的车辆乘员(驾驶员)的熟练度。具体而言，熟练度推测部155基于车辆乘员针对与自动驾驶相关的操作请求进行操作时的反应，来推测车辆乘员的熟练度。
作为与自动驾驶相关的操作请求的一例，有在自动驾驶的结束预定地点由自动驾驶模式转变为手动驾驶模式的交接事件时输出的、声音向导(guidance)。声音向导的内容为“请握住方向盘”等内容。熟练度推测部155在进行此种操作请求之后，对直至执行所请求的操作为止的时间进行测定，以评价车辆乘员的“反应”。测定出的时间越短，则推测该车辆乘员的熟练度越高。所述示例中，在输出了声音向导后，对直至方向盘78被实际握住为止的时间进行测定，以评价车辆乘员的“反应”。方向盘78被握住的确认例如是参照转向扭矩传感器80的输出来进行。
熟练度的推测可与车辆乘员的人物识别一同进行。熟练度推测部155例如可在存储部180中预先保存有人脸图像的特征量等，通过与从由车厢内摄像机95所拍摄的车辆乘员的人脸图像获得的特征量进行比较，从而识别个人，并针对每个人来推测熟练度。而且，也可代替基于人脸图像的人物识别，而使用指纹、声纹、虹膜等生物信息来进行人物识别。
而且，熟练度推测部155也可基于经历过自动驾驶的次数来推测车辆乘员的熟练度。经历过自动驾驶的次数越多，则熟练度推测部155推测车辆乘员的熟练度越高。这是因为，经历过自动驾驶的次数越多，则因交接事件等由自动驾驶模式转变为手动驾驶模式时(或者相反)的驾驶操作经历得越多。
图14是表示通过切换控制部150来执行的处理的流程的流程图。本流程图是由切换控制部150中所含的与自动驾驶的自动开始功能相关的模块所执行。
首先，切换控制部150的该模块待机至由用户在自身车辆M中设定应到达的目的地为止(步骤S100)。在由用户设定好自动驾驶的目的地时，切换控制部150基于自身车辆M的当前位置与所设定的自动驾驶的目的地来导出可自动驾驶的区间(步骤S102)。接下来，切换控制部150使表示在步骤S102中导出的可自动驾驶区间的信息显示于显示装置82(步骤S104)。
接下来，切换控制部150判定是否进行有允许自动开始自动驾驶的操作(步骤S106)。若未进行允许自动开始自动驾驶的操作，则切换控制部150根据由车辆乘员来操作自动驾驶切换开关87的情况，来开始自动驾驶(步骤S108)。
若进行有允许自动开始自动驾驶的操作，则切换控制部150使作为自动驾驶开始条件的通过地点和与速度相关的条件显示于显示装置82(步骤S110)。接下来，切换控制部150判定是否满足开始条件(步骤S112)。若满足开始条件，则切换控制部150使自动驾驶控制部120开始自动驾驶(步骤S114)。若不满足开始条件，则切换控制部150判定是否经过了超时(time out)时间(步骤S116)。若未经过超时时间，则返回步骤S112的处理，若经过了超时时间，则结束本流程图的处理。此时，若改为进行再次设定目的地或者自动开始自动驾驶的操作等，则执行例如步骤S106以下的处理。
通过此种控制，自身车辆M能够在自动驾驶开始地点自动开始自动驾驶。由此，能够抑制因在自动驾驶开始时要求格外的操作而对车辆乘员造成的繁琐性。
行驶控制部160控制行驶驱动力输出装置200、转向装置210及制动器装置220，以使自身车辆M依照预定的时刻通过由轨道生成部146所生成的轨道。
HMI控制部170获取从HMI 70输出的信息、从自动驾驶控制部120输出的信息(例如自动驾驶的模式信息)，并基于所获取的信息来限制自动驾驶控制部120的控制，或者向行驶驱动输出装置200或转向装置210、制动器装置220等输出指示值。
根据以上说明的实施方式，参照自身车辆M的位置及周边环境，判定是否满足包含自身车辆M已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足开始条件，则开始自动驾驶，由此，能够抑制在自动驾驶开始时对车辆乘员造成的繁琐性。
以上，对于用于实施本发明的形态，使用实施方式进行了说明，但本发明并不受此实施方式任何限定，可在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变形及置换。

Claims (13)

1.一种车辆控制系统，其特征在于包括：
识别部，识别自身车辆的位置及周边环境；以及
控制部，实施自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶，且参照由所述识别部所识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，若判定为满足所述开始条件，则开始所述自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述开始条件包含所述自身车辆依序通过预先设定的多个通过地点。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
速度检测部，检测所述自身车辆的速度，
所述开始条件包含由所述速度检测部所检测出的所述自身车辆的速度为设定速度以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
输出部，输出信息，
所述控制部使所述输出部输出所述开始条件和/或表示所述开始条件的成立状态的信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
熟练度推测部，推测在未实施所述自动驾驶时进行驾驶操作的车辆乘员的熟练度，
由所述熟练度推测部所推测出的熟练度越高，则所述控制部越放宽所述开始条件。
6.根据权利要求5所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
受理部，受理所述车辆乘员的操作，
所述熟练度推测部基于所述车辆乘员针对与所述自动驾驶相关的操作请求进行操作时的所述车辆乘员的反应，来推测所述车辆乘员的熟练度。
7.根据权利要求5或6所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述熟练度推测部基于经历过所述控制部的自动驾驶的次数，来推测所述车辆乘员的熟练度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于，
所述控制部在设定有所述自身车辆应到达的目的地时，基于是否满足所述开始条件来开始所述自动驾驶。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
受理部，受理车辆乘员的操作，
所述控制部在对所述受理部进行了允许基于是否满足所述开始条件的、所述自动驾驶的开始的操作时，基于是否满足所述开始条件来开始所述自动驾驶。
10.根据权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
输出部，输出信息，
所述受理部受理所述车辆乘员设定目的地的操作，
所述控制部在所述受理部受理了设定目的地的操作时，使所述输出部输出询问是否允许基于是否满足所述开始条件的、所述自动驾驶的开始的信息。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于包括：
受理部，受理车辆乘员的操作，
所述控制部在对所述受理部进行了变更所述开始条件的操作时，变更所述开始条件。
12.一种车辆控制方法，其特征在于，
车载计算机识别自身车辆的位置及周边环境，
基于所述识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，
若判定为满足所述开始条件，则开始自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶。
13.一种车辆控制程序，其特征在于，
使车载计算机识别自身车辆的位置及周边环境，
基于所述识别的所述自身车辆的位置及周边环境，判定是否满足包含所述自身车辆已通过预先设定的通过地点的开始条件，
若判定为满足所述开始条件，则开始自动控制所述自身车辆的加减速与转向中的至少一个的自动驾驶。
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