CN109476322A - 操作权限管理装置及操作权限管理方法 - Google Patents

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Abstract

操作权限管理装置(10)对本车辆的多个致动器(转向致动器(31)、加速致动器(32)及制动致动器(33))的自动操作与手动操作之间的切换进行管理。在操作权限管理装置(10)中，本车辆行为预测部(11)对本车辆的行为进行预测。判断部(12)基于本车辆行为预测部(11)预测到的本车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作。通知部(13)将判断部(12)的判断结果通知给本车辆的驾驶员。

Description

操作权限管理装置及操作权限管理方法
技术领域
本发明涉及车辆的自动驾驶，尤其涉及对车辆的致动器的操作权限的移交进行管理的技术。
背景技术
近年来，车辆的自动驾驶技术的研发正在不断发展。驾驶员在手动驾驶车辆时，各致动器(转向致动器、加速致动器、制动致动器等)的操作权限归属于驾驶员。与此相对，在进行车辆的自动驾驶时，各致动器操作权限归属于搭载于车辆的驾驶控制装置。即，车辆的手动驾驶与自动驾驶之间的切换通过各致动器的操作权限在驾驶员与驾驶控制装置之间移交来进行。
在下述的专利文献1中，公开了下述车辆驾驶辅助装置，即：在根据车辆前方的道路状况判定为不能继续进行自动驾驶的情况下，向驾驶员发出自动驾驶的解除预告。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-230573号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
将车辆从自动驾驶切换为手动驾驶的时刻优选为在驾驶员开始手动驾驶时所需进行的操作是简单操作的时刻。根据专利文献1的技术，由于事先将利用自动驾驶无法应对程度的操作困难的状况通知给驾驶员，因此，驾驶员能够在操作相对容易的状况下开始进行手动驾驶。
在专利文献1的技术中，在将车辆从自动驾驶向手动驾驶切换时，所有的致动器的操作权限被一次性移交给驾驶员。因此，优选为，在对于所有的致动器均不需要复杂的操作的状况下，驾驶员开始进行手动驾驶。但是，也可以考虑到根据道路的状况的不同，寻找满足这种条件的场所较为困难。此外，若所有的致动器的操作权限被一次性移交给驾驶员，则给驾驶员带来的负担变大。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于减轻车辆从自动驾驶向手动驾驶切换时的驾驶员的负担。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的操作权限管理装置是对车辆的多个致动器的自动操作与手动操作之间的切换进行管理的操作权限管理装置，包括：车辆行为预测部，该车辆行为预测部预测车辆的行为；判断部，该判断部基于车辆行为预测部所预测到的车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器向手动操作切换；以及通知部，该通知部向车辆的驾驶员通知判断部的判断结果。
发明效果
根据本发明，驾驶员能够在适合各个致动器的每个致动器的时刻进行各致动器从自动操作到手动操作的切换。与同时将所有的致动器从自动操作切换到手动操作的情况相比，驾驶员的负担得以减轻。
本发明的目的、特征、形态以及优点通过以下详细的说明和附图会变得更为明了。
附图说明
图1是表示包含实施方式1所涉及的操作权限管理装置的自动驾驶系统的结构的图。
图2是用于说明判断部的动作的示例的图。
图3是表示实施方式1所涉及的操作权限管理装置的硬件结构的示例的图。
图4是表示实施方式1所涉及的操作权限管理装置的硬件结构的示例的图。
图5是表示实施方式1所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图6是表示实施方式1所涉及的操作权限管理装置的动作的流程图。
图7是表示实施方式1所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图8是表示实施方式1所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图9是表示包含实施方式2所涉及的操作权限管理装置的自动驾驶系统的结构的图。
图10是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图11是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图12是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图13是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图14是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图15是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图16是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置的动作的流程图。
图17是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图18是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图19是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图20是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图21是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
图22是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置使显示装置显示的图像的示例的图。
具体实施方式
＜实施方式1＞
图1是表示实施方式1所涉及的自动驾驶系统的结构的图。该自动驾驶系统搭载于车辆，包括：操作权限管理装置10，该操作权限管理装置10对车辆的致动器即转向致动器31、加速致动器32及制动致动器33的操作权限进行管理；以及驾驶控制装置20，该驾驶控制装置20基于操作权限管理装置10的管理，对转向致动器31、加速致动器32及制动致动器33进行控制。以下，有时也将转向致动器31、加速致动器32及制动致动器33统称为“致动器”。此外，将转向致动器31、加速致动器32及制动致动器33简称为“转向器31”、“加速器32”、及“制动器33”。并且，将搭载了该自动驾驶系统的车辆称为“本车辆”。
操作权限管理装置10与搭载于本车辆的地图数据存储装置21、周边信息检测装置22、通信装置23、车辆信息获取装置24、显示装置25及声音输出装置26相连接。地图数据存储装置21、周边信息检测装置22、通信装置23及车辆信息获取装置24还与驾驶控制装置20相连接。
地图数据存储装置21是存储有地图数据的存储介质。地图数据存储装置21可以与本车辆的导航系统(未图示)共用。地图数据存储装置21未必一定要搭载于本车辆，也可以构成为通过无线通信将地图数据发送给操作权限管理装置10的服务器。
周边信息检测装置22是检测存在于本车辆周边的其它车辆、行人、障碍物、道路上的区划线(例如，车道的边界线等)等位置的雷达、摄像头等传感器。
通信装置23与例如VICS(注册商标)(Vehicle Information and CommunicationSystem：道路交通信息通信系统)等信息发布系统进行通信，获取交通信息(拥堵信息、交通管制信息、施工区间信息等)、灾害信息、天气信息等。此外，通信装置23还通过与其它车辆的通信(车车间通信)，来获取其它车辆的位置、行进方向、行驶速度等信息。
车辆信息获取装置24获取本车辆的当前位置、行进方向、行驶速度、转向角(转向角度)等表示本车辆的当前状态的信息。
驾驶控制装置20通过控制多个致动器(转向器31、加速器32及制动器33)，来控制本车辆的行驶。例如，在转向器31、加速器32及制动器33的操作权限归属于驾驶员时，驾驶控制装置20按照驾驶员进行的方向盘、加速踏板及制动踏板的操作，来对它们进行控制。另一方面，在转向器31、加速器32及制动器33的操作权限归属于驾驶控制装置20时，驾驶控制装置20基于从周边信息检测装置22、通信装置23及车辆信息获取装置24获取到的各种信息对它们进行自动控制，由此来进行本车辆的自动驾驶。以下，将按照驾驶员的操作控制致动器的情况称为“手动操作”，将通过驾驶控制装置20自动控制致动器的情况称为“自动操作”。
在转向器31的自动操作中，进行例如避免本车辆脱离行驶中的车道的控制、避让行人、障碍物的控制等。此外，在加速器32和制动器33的自动操作中，进行使本车辆以一定速度行驶的控制、使与前方车辆的车间距离保持一定的控制、在行人、障碍物跟前停止的控制等。通过组合转向器31的自动操作、加速器32及制动器33的自动操作，能够使本车辆跟踪特定的车辆(先行车辆)进行行驶、或者使本车辆沿着导航系统所确定的路线进行行驶。
另外，在本实施方式中，由于驾驶员与驾驶控制装置20之间的致动器的操作权限的移交按各个致动器的每个致动器来进行，因此还存在下述情况，即：对一部分致动器进行手动操作，对剩余的致动器进行自动操作。本说明书中，将对转向器31、加速器32及制动器33全部进行自动操作的情况称为“自动驾驶”，将仅对它们的一部分进行自动操作的情况称为“半自动驾驶”。此外，将对它们全部进行手动操作的情况称为“手动驾驶”。
这里，自动驾驶和半自动驾驶设为不可能在所有的道路中实施，而仅在预先确定的“自动驾驶可能区间”中允许实施。将不允许自动驾驶和半自动驾驶的区间称为“自动驾驶禁止区间”。例如，可考虑将收费道路、高速道路等汽车专用道路确定作为自动驾驶可能区间。此外，自动驾驶禁止区间可以根据交通状况、灾害状况及天气来进行增减。例如，可以考虑将施工区间、淹水区间、积雪道路的区间等暂时设为自动驾驶禁止区间。
操作权限管理装置10对各致动器的自动操作与手动操作之间的切换、即驾驶员与驾驶控制装置20之间的各致动器的操作权限的移交进行管理。如图1所示，操作权限管理装置10包括车辆行为预测部11、判断部12及通知部13。
车辆行为预测部11基于从地图数据存储装置21、周边信息检测装置22、通信装置23及车辆信息获取装置24获取到的各种信息，来预测本车辆的行为。例如，根据本车辆的当前位置及行进方向和地图数据，可知本车辆的前方的道路形状，根据该道路形状可预测本车辆的转向器31的转向角的变化。并且，将本车辆的行驶速度一同考虑进去，还可预测转向器31的转向角的每单位时间的变化量(以下，简称为“转向角的变化量”)。此外，例如，根据本车辆的行驶速度及与前方车辆的距离、前方道路的拥堵状况等，可预测加速器32和制动器33的操作频度，根据其结果，可预测行驶速度的每单位时间的变化量(以下，简称为“行驶速度的变化量”)。并且，通过将有无障碍物的检测结果、灾害信息、天气信息等纳入考虑，可提高本车辆的行为的预测精度。
判断部12基于车辆行为预测部11预测得到的本车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换到手动操作(即，操作权限从驾驶控制装置20向驾驶员的移交)。但是，由于加速器32和制动器33均是控制本车辆的行驶速度的致动器，因此，将它们的操作权限的移交设为同时进行。
本实施方式中，判断部12基于本车辆的转向角和行驶速度的变化量的预测值来进行该判断。即，如图2所示，判断部12在预测为转向角的变化量大于预先确定的阈值时，不允许将转向器31从自动操作切换为手动操作。由此，能够防止在转向器31需要进行复杂操作的状况下将转向器31切换为手动操作。并且，判断部12在预测为行驶速度的变化量大于预先确定的阈值时，不允许将加速器32和制动器33从自动操作切换为手动操作。由此，能够防止在加速器32和制动器33需要进行复杂操作的状况下将加速器32和制动器33切换为手动操作。其结果是，本车辆从自动驾驶向手动驾驶切换时的驾驶员的负担得以减轻。
另外，关于本车辆从手动驾驶向自动驾驶的切换(即，操作权限从驾驶员向驾驶控制装置20的移交)，若在自动驾驶可能区间内，则驾驶员可在任意的时刻进行。这是因为，从手动驾驶向自动驾驶的切换是使驾驶员从手动操作解放出来的操作，因此通常不会给驾驶员造成负担。
通知部13使用显示装置25、声音输出装置26将判断部12的判断结果通知给本车辆的驾驶员。通知部13的动作的具体例将在后文中叙述。
另外，显示装置25可以是一般的平板显示器，但也可以是能够显示具有纵深的三维视频的3D显示器、能够将图像作为虚像直接显示在驾驶员的视野中的平视显示器(HUD)等。此外，也可以将导航装置、智能手机等其它设备的显示部用作为显示装置25。
图3及图4是表示各个操作权限管理装置10的硬件结构的一个示例的图。图1所示的操作权限管理装置10的各要素(车辆行为预测部11、判断部12及通知部13)例如通过图3所示的处理电路50来实现。即，处理电路50包括：预测本车辆的行为的车辆行为预测部11；基于车辆行为预测部11预测得到的本车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作的判断部12；以及将判断部12的判断结果通知给本车辆的驾驶员的通知部13。处理电路50可以应用专用的硬件，也可以应用执行储存于存储器的程序的处理器(Central Processing Unit：中央处理单元、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、Digital Signal Processor：数字信号处理器)。
在处理电路50是专用的硬件的情况下，处理电路50例如相当于单一电路、复合电路、程序化处理器、并联程序化处理器、ASIC、FPGA、或它们的组合等。操作权限管理装置10的各要素的功能可以分别由多个处理电路来实现，也可以将它们的功能进行汇总而由一个处理电路来实现。
图4示出利用处理器构成处理电路50时的操作权限管理装置10的硬件结构。该情况下，操作权限管理装置10的各要素的功能由软件等(软件、固件或软件和固件)的组合来实现。软件等被记载为程序，并储存于存储器52。作为处理电路50的处理器51读取存储于存储器52的程序并加以执行，从而实现各部分的功能。即，操作权限管理装置10具备用于存储下述程序的存储器52，该程序在由处理电路50执行时，最终执行下述处理，即：预测本车辆的行为的处理；基于预测到的本车辆的行为、按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作的处理；以及将该判断结果通知给本车辆的驾驶员的处理。换言之，该程序可以认为是使计算机执行操作权限管理装置10的各要素的动作的步骤、方法的程序。
此处，存储器52相当于例如RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read OnlyMemory：可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory：电可擦写可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、磁盘、软盘、光盘、压缩盘、迷你盘、DVD(DigitalVersatile Disc：数字多功能光盘)及其他驱动装置等。
以上，对操作权限管理装置10的各要素的功能由硬件及软件等的任一方实现的结构进行了说明。然而并不限于此，也可以是如下结构，即：操作权限管理装置10的一部分要素由专用的硬件来实现，其他的一部分要素由软件等来实现。例如，对于一部分要素，可利用作为专用的硬件的处理电路50来实现其功能，对于其他的一部分要素，可通过由作为处理器51的处理电路50读取出储存于存储器52的程序并加以执行来实现其功能。
如上所述，操作权限管理装置10能通过硬件、软件等、或它们的组合来实现上述各功能。
图5是表示操作权限管理装置10的通知部13为了将判断部12的判断结果通知给驾驶员而使显示装置25显示的图像的示例的图。边参照图1和图5，边对操作权限管理装置10的动作进行说明。操作权限管理装置10在本车辆从自动驾驶向手动驾驶切换时的动作中具有特征，因此，下文中以此时的动作为主进行说明，省略从自动驾驶向手动驾驶切换时的动作的说明。
通知部13如图5所示那样使显示装置25的画面显示与转向器31相对应的转向器图像101、以及与加速器32和制动器33相对应的加速器·制动器图像102。此外，通知部13通过使转向器图像101及加速器·制动器图像102的显示样态改变，来将转向器31、加速器32及制动器33的操作权限的状态(即，是自动操作中还是手动操作中)、以及判断部12的判断结果(即，向手动操作的切换是否允许)通知给驾驶员。
具体而言，通知部13用第1显示样态(例如，灰色)来显示与自动操作中的致动器相对应的图像，用第2显示样态(例如，红和蓝的闪烁显示)来显示与向手动操作的切换被允许的致动器相对应的图像，用第3显示样态(例如，蓝色)来显示与手动操作中的致动器相对应的图像。
在对转向器31、加速器32及制动器33全部进行自动操作的自动驾驶中时，如图5的最上段所示那样，转向器图像101和加速器·制动器图像102成为第1显示样态。
从该状态起，例如若判断部12允许转向器31的手动操作，则通知部13使转向器图像101改变为第2显示样态(图5的第2段左侧)。此时，通知部13可以使用声音输出装置26，输出告知转向器31的手动操作允许的情况的声音、消息。
于是，若驾驶员进行用于将转向器31切换为手动操作的操作(例如，使用了方向盘的超控(override)操作)，则转向器31切换为手动操作，加速器32和制动器33维持在自动操作。即，本车辆成为半自动驾驶的状态。此时，通知部13使转向器图像101改变为第2显示样态，加速器·制动器图像102维持第1显示样态(图5的第3段左侧)。
并且，若判断部12允许加速器32和制动器33的手动操作，则通知部13使加速器·制动器图像102改变为第2显示样态(图5的第4段左侧)。此时，通知部13可以使用声音输出装置26，输出告知加速器32和制动器33的手动操作被允许的情况的声音、消息。
于是，若驾驶员进行用于将加速器32和制动器33切换为手动操作的操作(例如，使用了加速踏板或制动踏板的超控操作)，则加速器32和制动器33也切换为手动操作，本车辆成为手动驾驶的状态。此时，通知部13使加速器·制动器图像102改变为第3显示样态。其结果是，如图5的最下段那样，转向器图像101和加速器·制动器图像102两者均成为第3显示样态。
另一方面，从图5的最上段的状态起，若判断部12允许加速器32和制动器33的手动操作，则通知部13使加速器·制动器图像102改变为第2显示样态(图5的第2段右侧)。此时，通知部13可以使用声音输出装置26，输出告知加速器32和制动器33的手动操作被允许的情况的声音、消息。
于是，若驾驶员进行了用于将加速器32和制动器33切换为手动操作的操作，则加速器32和制动器33切换为手动操作，转向器31维持在自动操作。即，本车辆成为半自动驾驶的状态。此时，通知部13使加速器·制动器图像102改变为第2显示样态，转向器图像101维持第1显示样态(图5的第3段右侧)。
并且，若判断部12允许转向器31的手动操作，则通知部13使转向器图像101改变为第2显示样态(图5的第4段右侧)。此时，通知部13可以使用声音输出装置26，输出告知转向器31的手动操作被允许的情况的声音、消息。
于是，若驾驶员进行了用于将转向器31切换为手动操作的操作，则转向器31也切换为手动操作，本车辆成为手动驾驶的状态。此时，通知部13使转向器图像101改变为第3显示样态。其结果是，如图5的最下段那样，转向器图像101和加速器·制动器图像102两者均成为第3显示样态。
由此，根据实施方式1所涉及的操作权限管理装置10，根据显示装置25所显示的图像、以及从声音输出装置26输出的声音，驾驶员能够实时地获知判断部12的判断结果。因此，驾驶员能够在适合的时刻进行各致动器向手动操作的切换。因此，从自动操作向手动操作切换时的驾驶员的负担得以减轻。
另外，通知部13不仅示出致动器的状态，还可以在致动器向手动操作的切换被允许时，向驾驶员进行促使将该致动器切换为手动操作的通知。此外，在上述的说明中，将用于使致动器从自动驾驶切换为手动操作的操作设为超控操作，但例如，也可以在本车辆设置用于开始手动操作的专用的操作开关。
此外，即使本车辆接近自动驾驶禁止区间，在致动器的向手动操作的切换不被允许的情况等下，为了成为该切换被允许的状态，操作权限管理装置10也可以使用驾驶控制装置20来控制本车辆的行驶。例如，在预测到转向角的每单位时间的变化量变大从而转向器31的手动操作不被允许的情况下，若车辆行驶控制装置10使本车辆的行驶速度下降，则由于转向角的每单位时间的变化量变小，从而成为转向器31的手动操作被允许的状态。此外，在预测为行驶速度的每单位时间的变化量变大从而转向器31的手动操作不被允许的情况下，若车辆行驶控制装置10使本车辆的行驶速度下降并扩大与前方车辆的车间距离，则行驶速度的每单位时间的变化量变小，因此成为加速器32和制动器33的手动操作被允许的状态。
图6是表示操作权限管理装置10的动作的流程图。上述的操作权限管理装置10的动作通过操作权限管理装置10进行图6所示的处理来实现。下面，参照图6说明操作权限管理装置10的动作。
若操作权限管理装置10开始动作，则首先，判断部12确认各致动器(转向器31、加速器32及制动器33)的操作权限是归属于驾驶员还是判断部12(步骤S101)。即，判断部12确认哪一个致动器处于手动操作中，哪一个致动器处于自动操作中。
在存在自动操作中的致动器的情况下(步骤S102中为是)，车辆行为预测部11根据从地图数据存储装置21、周边信息检测装置22、通信装置23及车辆信息获取装置24获取到的各种信息，来预测本车辆的行为(步骤S103)。接着，判断部12基于车辆行为预测部11预测到的本车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作(步骤S104)。
然后，通知部13如图5所示，用与步骤S101中所确认得到的各致动器的操作权限和步骤S104中的判断结果相对应的显示样态，来将转向器图像101和加速器·制动器图像102显示在显示装置25(步骤S105)。
另外，在步骤S102中，在没有自动操作中的致动器的情况下(步骤S102中为否)，由于不需要判断向自动操作的切换，因此，省略步骤S103、S104的处理，转移到步骤S105。该情况下，通知部13基于步骤S101中确认得到的各致动器的操作权限，如图5的最下段所示那样，用第3显示样态来显示转向器图像101和加速器·制动器图像102，表示所有的致动器处于手动驾驶中的内容。
本实施方式中，判断部12基于转向角和行驶速度的变化量的预测值来进行是否允许将各致动器从自动操作切换为手动操作的判断，但也可以进一步增加条件。例如，在本车辆与其它车辆并行行驶时，可以设为无论所预测到的本车辆的行为如何，均不允许进行转向器31从自动操作向手动操作的切换。此外，在本车辆在坡道行驶时，或者在拥堵的道路行驶时，可以设为不允许进行加速器32和制动器33从自动操作向手动操作的切换。
此外，例如，当本车辆与后方车辆之间的车间距离小于预先确定的阈值时，可以设为不允许进行加速器32和制动器33从自动操作向手动操作的切换。此外，当本车辆进行向前方车辆的跟踪行驶、且前方车辆进行加速或减速时，可以设为不允许加速器32和制动器33从自动操作向手动操作的切换。
此外，通知部13使显示装置25显示的图像不限于图5所示的示例。例如，可以在显示装置25排列显示表示各致动器的自动操作的图像(自动致动器图像)、表示各致动器的手动操作的图像(手动致动器图像)，通过各自动致动器图像和各手动致动器图像的显示样态，来呈现判断部12的判断结果。
图7和图8中示出其具体例。图7和图8中，表示转向器31的自动操作的自动转向器图像111、表示加速器32和制动器33的自动操作的自动加速器·制动器图像121、表示转向器31的手动操作的手动转向器图像112、以及表示加速器32和制动器33的手动操作的手动加速器·制动器图像122以排列成矩阵状的方式显示于显示装置25的画面。以下，对使用了这些图像时的显示装置25的显示例进行说明。
本车辆在自动驾驶中时，通知部13如图7的上段所示那样，用醒目的显示样态(例如蓝色)来显示自动转向器图像111和自动加速器·制动器图像121，用不醒目的显示样态(例如暗灰色)来显示手动转向器图像112和手动加速器·制动器图像122，由此，能够呈现出转向器31、加速器32及制动器33全部处于自动操作中的情况。
从该状态起，例如，若判断部12允许转向器31的手动操作，则通知部13使手动转向器图像112改变为增加了“可切换”这一字符的显示样态(图7的中段左侧)。于是，若驾驶员进行用于将转向器31切换为手动操作的操作，则转向器31切换为手动操作，加速器32和制动器33维持自动操作不变。此时，通知部13使手动转向器图像112改变为醒目的显示样态(例如红色)，使自动转向器图像111改变为不醒目的显示样态(例如暗灰色)(图7的下段左侧)。
向图8转移，从仅转向器31为手动操作的状态(图8的上段左侧)起，若判断部12允许加速器32和制动器33的手动操作，则通知部13使手动加速器·制动器图像122改变为增加了“可切换”这一字符的显示样态(图8的中段左侧)。于是，若驾驶员进行用于将加速器32和制动器33切换为手动操作的操作，则加速器32和制动器33也切换为手动操作。此时，通知部13使手动加速器·制动器图像122的颜色改变为醒目的显示样态(例如红色)，使自动加速器·制动器图像121改变为不醒目的显示样态(例如暗灰色)。其结果是，如图8的下段所示那样，手动转向器图像112和手动加速器·制动器图像122成为醒目的显示样态。
此外，从图7的上段的状态起，若判断部12允许加速器32和制动器33的手动操作，则通知部13使手动加速器·制动器图像122改变为增加了“可切换”这一字符的显示样态(图7的中段右侧)。于是，若驾驶员进行用于将加速器32和制动器33切换为手动操作的操作，则加速器32和制动器33切换为手动操作，转向器31维持自动操作不变。此时，通知部13使手动加速器·制动器122改变为醒目的显示样态(例如红色)，使自动加速器·制动器图像121改变为不醒目的显示样态(例如暗灰色)(图7的下段右侧)。
向图8转移，从仅加速器32和制动器33为手动操作的状态(图8的上段右侧)起，若判断部12允许转向器31的手动操作，则通知部13使手动转向器图像112改变为增加了“可切换”这一字符的显示样态(图8的中段右侧)。于是，若驾驶员进行用于将转向器31切换为手动操作的操作，则转向器31也切换为手动操作。此时，通知部13使手动转向器图像112的颜色改变为醒目的显示样态(例如红色)，使自动转向器图像111改变为不醒目的显示样态(例如暗灰色)。其结果是，如图8的下段所示那样，手动转向器图像112和手动加速器·制动器图像122成为醒目的显示样态。
即使使用图7和图8所示的图像，也可获得与使用图5的图像的情况相同的效果。
＜实施方式2＞
实施方式2中，提出了下述操作权限管理装置，该操作权限管理装置在产生将本车辆从自动驾驶切换为手动驾驶的需求之前，生成将各致动器的操作权限从驾驶员移交给驾驶控制装置的计划即“操作权限移交计划”。
图9是表示包含实施方式2所涉及的操作权限管理装置的自动驾驶系统的结构的图。该自动驾驶系统的结构中，针对图1的结构，增加了行驶预定路线计算装置27，对操作权限管理装置10增加了行驶预定路线获取部14。行驶预定路线计算装置27对本车辆从当前位置到目的地的行驶预定路线进行计算。操作权限管理装置10的行驶预定路线获取部14获取行驶预定路线计算装置27计算出的行驶预定路线的信息。
此外，操作权限管理装置10的车辆行为预测部11基于行驶预定路线获取部14获取到的本车辆的行驶预定路线、以及从地图数据存储装置21、周边信息检测装置22、通信装置23及车辆信息获取装置24获取到的各种信息，对行驶预定路线上的各区间(包含当前位置)内的本车辆的行为进行预测。
判断部12基于车辆行为预测部11预测得到的本车辆的行为，针对行驶预定路线上的各区间来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作。并且，判断部12将其判断结果作为操作权限移交计划12a进行存储。通知部13使用显示装置25、声音输出装置26将操作权限移交计划12a的内容通知给本车辆的驾驶员。
另外，行驶预定路线计算装置27可以与本车辆的导航系统(未图示)共用。此外，与地图数据存储装置21同样地，行驶预定路线计算装置27也可以构成为与操作权限管理装置10进行无线通信的服务器。该情况下，行驶预定路线计算装置27从本车辆的导航系统等获取本车辆的当前位置和目的地的信息，计算行驶预定路线，并将该计算出的行驶预定路线发送给操作权限管理装置10。
图10是表示操作权限管理装置10的通知部13为了将操作权限移交计划12a的内容(判断部12针对行驶预定路线上的各区间的判断结果)通知给驾驶员而使显示装置25显示的图像的示例的图。
例如，设想下述情况，即：本车辆在自动驾驶中，若沿着行驶预定路线行驶，则25分钟后将到达自动驾驶禁止区间。并且，假设车辆行为预测部11预测得到下述情况，即：从本车辆的当前位置到5分钟后的位置为止的区间中转向角的变化量和行驶速度的变化量均变大，从本车辆的5分钟后的位置到12分钟后的位置为止的区间中仅行驶速度的变化量变大，从本车辆的12分钟后的位置到17分钟后的位置为止的区间中仅转向角的变化量变大，从本车辆的17分钟后的位置到25分钟后的位置为止的区间中变化量和行驶速度的变化量均变小。
此时，判断部12将从本车辆的当前位置到5分钟后的位置为止的区间判断为不允许所有的转向器31、加速器32及制动器33向手动操作切换的区间，将从本车辆的5分钟后的位置到12分钟后的位置为止的区间判断为仅允许转向器31向手动操作切换的区间，将从本车辆的12分钟后的位置到17分钟后的位置为止的区间判断为仅允许加速器32和制动器33向手动操作切换的区间，将从本车辆的17分钟后的位置到25分钟后的位置为止的区间判断为允许所有的转向器31、加速器32及制动器33向手动操作切换的区间。这些判断结果成为自动驾驶解除计划12a。
这里，将不允许所有的转向器31、加速器32及制动器33向手动操作切换的区间定义为“自动驾驶解除禁止区间”，将允许所有的转向器31、加速器32及制动器33的任一个向手动操作切换的区间定义为“自动驾驶解除准备区间”。
通知部13使自动驾驶解除计划12a的内容和表示本车辆的当前位置与行驶预定路线上的各区间之间的位置关系的图像一起显示于显示装置25。图10的示例中，通过将表示本车辆的当前位置的图像131(称为“本车辆标记”)重叠显示于以直线方式呈现行驶预定路线上的各区间而得的图形的图像130(称为“刻度图像(scale image)”)，从而示出了本车辆的当前位置与行驶预定路线上的各区间之间的位置关系。自动驾驶解除计划12a的内容用刻度图像130的颜色和字符来示出。即，刻度图像130用颜色区分自动驾驶解除禁止区间、自动驾驶解除准备区间、以及自动驾驶禁止区间。尤其对于表示需要向手动操作进行切换的自动驾驶禁止区间的图像、字符，优选如图10所示那样设为比其它情况要醒目的显示样态。并且，在本例中，当前时间点的判断部12的判断结果用实施方式1所示的转向器图像101和加速器·制动器图像102来表示。
若本车辆行驶，则通知部13根据当前位置的变化，在刻度图像130上使本车辆标记131的显示位置移动。并且，通知部13使用转向器图像101和加速器·制动器图像102，实时地显示当前时间点的判断部12的判断结果。
例如，在图10的状态下，由于本车辆位于自动驾驶解除禁止区间，因此，转向器图像101和加速器·制动器图像102均为第1显示样态(例如灰色)。若本车辆进入允许转向器31的手动操作的区间，则如图11所示，转向器图像101改变为第2显示样态(例如红色和蓝色的闪烁显示)。并且，若本车辆进入允许加速器32和制动器33的手动操作的区间，则如图12所示，加速器·制动器图像102改变为第2显示样态。于是，若驾驶员将转向器31、加速器32及制动器33切换为手动操作，则如图13所示，转向器图像101和加速器·制动器图像102改变为第3显示样态(例如蓝色)。此时，也可以使本车辆标记131的显示样态改变。
如图11～图13所示那样，在本车辆进入了自动驾驶解除准备区间之后，显示到需要将所有的致动器切换为手动操作的地点、即自动驾驶禁止区间的起点为止的剩余时间。到自动驾驶禁止区间的起点为止的剩余时间的显示也可以在进入自动驾驶解除准备区间之前进行。
图14是在致动器全都没有切换为手动操作的情况下本车辆到达自动驾驶禁止区间时的显示例。该情况下，由于无法继续进行自动驾驶，因此，操作权限管理装置10优选为控制驾驶控制装置20，使本车辆停止到适当的场所(不妨碍交通的场所)。将该处理称为“紧急停车处理”。此时，如图14所示那样也可以使刻度图像130的显示样态改变。
此外，在图12～图14中，在自动驾驶解除准备区间中，允许向手动操作切换的致动器的信息用字符来表示，但由于该信息可通过转向器图像101和加速器·制动器图像102来实时地显示，因此，也可以如图15所示那样省略字符的显示。此外，通知部13也可以使当前的驾驶模式的名称(例如，“自动驾驶模式”、“半自动驾驶模式”、“手动驾驶模式”等)等其它信息显示于显示装置25。
图16是表示实施方式2所涉及的操作权限管理装置10的动作的流程图。上述的操作权限管理装置10的动作通过操作权限管理装置10进行图16所示的处理来实现。下面，参照图16说明操作权限管理装置10的动作。
若操作权限管理装置10开始动作，则首先，行驶预定路线获取部14从行驶预定路线计算装置27获取本车辆的行驶预定路线的信息(步骤S201)。接着，判断部12确认各致动器(转向器31、加速器32及制动器33)的操作权限是归属于驾驶员还是判断部12(步骤S202)。即，判断部12确认哪一个致动器处于手动操作中，哪一个致动器处于自动操作中。
在存在自动操作中的致动器的情况下(步骤S203中为是)，判断部12确认本车辆的当前位置(步骤S204)。若本车辆还没有到达自动驾驶禁止区间(步骤S205为否)，则车辆行为预测部11根据行驶预定路线获取部14获取到的行驶预定路线、以及从地图数据存储装置21、周边信息检测装置22、通信装置23及车辆信息获取装置24获取到的各种信息，对行驶预定路线上的各区间(包含当前位置)内的本车辆的行为进行预测(步骤S206)。接着，判断部12基于车辆行为预测部11预测到的本车辆的行为，在各个区间中按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作(步骤S207)。并且，判断部12将这些判断结果作为自动驾驶解除计划12a进行存储。
接着，通知部13基于步骤S207的结果(自动驾驶解除计划12a)来显示刻度图像130(步骤S208)。具体而言，如图10所示，用互不相同的显示样态来显示自动驾驶解除禁止区间、自动驾驶解除准备区间及自动驾驶禁止区间。并且，在与本车辆的当前位置相对应的刻度图像130上的位置上显示本车辆标记131(步骤S209)。接着，与实施方式1同样地，用与根据步骤S202、S207的结果获知的当前的各致动器的状态相对应的显示样态来显示转向器图像101和加速器·制动器图像102(步骤S210)。
另外，在步骤S203中，在没有自动操作中的致动器的情况下(步骤S203中为否)，完成所有的致动器向手动操作的切换。该情况下，通知部13进行图13所示那样的显示，将向手动驾驶的切换完成的内容通知给驾驶员(步骤S211)。
此外，在步骤S205中，在判断为到达了自动驾驶禁止区间的情况下(步骤S205中为是)，操作权限管理装置10控制驾驶控制装置20使其进行本车辆的紧急停车处理(步骤S212)，通知部13进行图14所示那样的显示，将进行了本车辆的紧急停车处理的内容通知给驾驶员。
根据本实施方式，驾驶员能够事先掌握自动驾驶解除准备区间，从而能够不慌不忙地进行自动驾驶的解除。
通知部13使显示装置25显示的图像不限于图10～图15所示的示例。参照图17～图22，对通知部13使显示装置25显示的图像的其它示例进行说明。
例如，如图17和图18所示那样，也可以使显示装置25显示表示实际的道路形状的地图图像140，来取代图10～图15所示的刻度图像130。此外，也可以不使本车辆标记131移动，而通过使地图图像140滚动来表示本车辆的位置的移动。例如，图19示出从图18的状态起5分钟后的状态。
此外，图10～图15所示的转向器图像101和加速器·制动器图像102是仅示出了当前的致动器的状态的图像，但可以用于表示自动驾驶解除计划12a的内容。例如，在图17和图18中，显示了表示从5分钟后到17分钟后为止的致动器的状态的转向器图像101a和加速器·制动器图像102a、表示从17分钟后到25分钟后为止的致动器的状态的转向器图像101b和加速器·制动器图像102b、以及表示25分钟之后的致动器的状态的转向器图像101c和加速器·制动器图像102c。该情况下，转向器图像101a、101b、101c、以及加速器·制动器图像102a、102b、102c中，与本车辆的当前位置相对应的图像可以设为表示当前的致动器的状况。例如，图18中，由于本车辆进入了能进行转向器31的手动操作的区间，因此使转向器图像101a的显示样态改变为第2显示样态(例如，红色和蓝色的闪烁显示)。
此外，关于自动驾驶禁止区间，也可以示出自动驾驶被禁止的理由(图17中的“收费道路终点”这一字符相当于该理由)。此外，优选为将自动驾驶禁止区间中表示需要切换为自动驾驶的内容的字符设为比其它内容要显著的方式。为此，图17～图19的示例中，对“需要切换为手动驾驶”这一字符施加了下划线。
如图20所示，可以使用具有远近距离感的图像来呈现自动驾驶解除计划12a的内容，使用外观上的纵深来表示从本车辆的当前位置到行驶预定路线上的各区间为止的距离。可以在一般的平板显示器上显示使用了远近距离法的平面图像，也可以使用3D显示器来显示实际具有远近距离感的图像。此外，也可以使用能够设定到虚像为止的外观上的距离(焦点距离)的HUD，来在驾驶员的视野中显示实际具有远近距离感的图像。
在图10～图15的示例中，可以使用将图7和图8所示的自动转向器图像111、手动转向器图像112、自动加速器·制动器图像121、手动加速器·制动器图像122排列成矩阵状的图像，来取代转向器图像101和加速器·制动器图像102。
例如，如图21、图22所示那样，作为手动转向器图像112和手动加速器·制动器图像122的显示样态，若导入增加了表示到能够向手动操作进行切换为止的剩余时间的字符的显示样态，则可以通过该方式来呈现自动驾驶解除计划12a。另外，图21示出了5分钟后转向器31能够切换为手动操作，17分钟后加速器32和制动器33能够切换为手动操作。此外，图22示出了从图21的状态起行驶了5分钟后的状态。在手动转向器图像112中增加的字符改变为“可切换”，并且可知手动加速器·制动器图像122所表示的剩余时间减少。
在以上的说明中，用时间(本车辆的行驶时间)来呈现行驶预定路线上的各区间的长度，但也可以用距离来呈现。同样地，到本车辆到达各区间或地点为止的剩余时间也可以变更为使用了距本车辆的距离的呈现方式。
另外，本发明在其发明的范围内可以对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
虽然对本发明进行了详细的说明，但上述的说明在所有的方式中均为例示，本发明并不限于此。未例示的无数的变形例可被解释为能够在不脱离本发明的范围内设想得到。
标号说明
10操作权限管理装置，11车辆行为预测部，12判断部，12a自动驾驶解除计划，13通知部，14行驶预定路线获取部，20驾驶控制装置，21地图数据存储装置，22周边信息检测装置，23通信装置，24车辆信息获取装置，25显示装置，26声音输出装置，27行驶预定路线计算装置，31转向器，32加速器，33制动器，50处理电路，51处理器，52存储器，101转向器图像，102加速器·制动器图像，111自动转向器图像，112手动转向器图像，121自动加速器·制动器图像，122手动加速器·制动器图像，130刻度图像，131本车辆标记，140地图图像。

Claims (20)

1.一种操作权限管理装置，对车辆的多个致动器的自动操作与手动操作之间的切换进行管理，其特征在于，包括：
车辆行为预测部，该车辆行为预测部对所述车辆的行为进行预测；
判断部，该判断部基于由所述车辆行为预测部预测到的所述车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作；以及
通知部，该通知部将所述判断部的判断结果通知给所述车辆的驾驶员。
2.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述多个致动器包含转向致动器、加速致动器及制动致动器，
对于所述转向致动器，在预测为所述车辆的转向角的每单位时间的变化量大于预先确定的阈值的区间中不允许进行从自动操作到手动操作的切换，
对于所述加速致动器和所述制动致动器，在预测为所述车辆的行驶速度的每单位时间的变化量大于预先确定的阈值的区间中不允许进行从自动操作到手动操作的切换。
3.如权利要求2所述的操作权限管理装置，其特征在于，
对于所述转向致动器，在所述车辆与其它车辆并行行驶时，无论预测到的所述车辆的行为如何，均不允许进行从自动操作向手动操作的切换。
4.如权利要求2所述的操作权限管理装置，其特征在于，
对于所述加速致动器和所述制动致动器，在所述车辆在坡道行驶时，无论预测到的所述车辆的行为如何，均不允许进行从自动操作向手动操作的切换。
5.如权利要求2所述的操作权限管理装置，其特征在于，
对于所述加速致动器和所述制动致动器，在所述车辆在拥堵的道路行驶时，无论预测到的所述车辆的行为如何，均不允许进行从自动操作向手动操作的切换。
6.如权利要求2所述的操作权限管理装置，其特征在于，
对于所述加速致动器和所述制动致动器，在所述车辆与后方车辆之间的距离小于预先确定的阈值时，无论预测到的所述车辆的行为如何，均不允许进行从自动操作向手动操作的切换。
7.如权利要求2所述的操作权限管理装置，其特征在于，
对于所述加速致动器和所述制动致动器，在所述车辆进行向前方车辆的跟踪行驶、且所述前方车辆进行加速或减速时，无论预测到的所述车辆的行为如何，均不允许进行从自动操作向手动操作的切换。
8.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述车辆行为预测部基于所述车辆的当前位置和地图数据，来预测所述车辆的行为。
9.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述车辆行为预测部基于从所述车辆的传感器获得的所述车辆周边的信息，来预测所述车辆的行为。
10.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述车辆行为预测部基于经由通信装置获得的交通信息、灾害信息及天气信息中的至少一个，来预测所述车辆的行为。
11.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
还包括获取所述车辆的行驶预定路线的信息的行驶预定路线获取部，
所述车辆行为预测部对所述行驶预定路线上的各区间中的所述车辆的行为进行预测，
所述判断部针对所述行驶预定路线上的各区间来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作，
所述通知部将所述判断部针对所述行驶预定路线上的各区间的判断结果通知给所述驾驶员。
12.如权利要求11所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述通知部还将到需要将自动操作中的致动器切换为手动操作的地点为止的距离或时间通知给所述驾驶员。
13.如权利要求11所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述通知部还将在当前时间点是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作实时地通知给所述驾驶员。
14.如权利要求11所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述通知部将所述判断部针对所述行驶预定路线上的各区间的判断结果和表示所述车辆的当前位置与所述行驶预定路线上的各区间之间的位置关系的图像一起显示于显示装置。
15.如权利要求14所述的操作权限管理装置，其特征在于，
表示所述车辆的当前位置与所述行驶预定路线上的各区间之间的位置关系的图像是使表示所述车辆的当前位置的图像重叠于以直线方式呈现所述行驶预定路线上的各区间而得的图形或表示所述行驶预定路线的地图后得到的图像。
16.如权利要求14所述的操作权限管理装置，其特征在于，
表示所述车辆的当前位置与所述行驶预定路线上的各区间之间的位置关系的图像是用外观上的纵深来表示从所述车辆的当前位置到所述行驶预定路线上的各区间为止的距离的图像。
17.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述通知部将与所述多个致动器相对应的多个图像显示于显示装置，通过所述多个图像的显示样态来呈现所述判断部的判断结果。
18.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述通知部将表示所述多个致动器的自动操作的多个自动致动器图像、以及表示所述多个致动器的手动操作的多个手动致动器图像排列显示于显示装置，通过所述多个自动致动器图像和所述多个手动致动器图像的显示样态来呈现所述判断部的判断结果。
19.如权利要求1所述的操作权限管理装置，其特征在于，
所述通知部还进行通知，促使所述驾驶员将被允许从自动操作切换成手动操作的致动器切换为手动操作。
20.一种操作权限管理方法，用于对车辆的多个致动器的自动操作与手动操作之间的切换进行管理的操作权限管理装置，其特征在于，
所述操作权限管理装置的车辆行为预测部对所述车辆的行为进行预测，
所述操作权限管理装置的判断部基于由所述车辆行为预测部预测到的所述车辆的行为，按各个致动器的每个致动器来判断是否允许将自动操作中的致动器切换为手动操作，
所述操作权限管理装置的通知部向所述车辆的驾驶员通知所述判断部的判断结果。
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