JP2016017914A - 走行支援装置及び走行支援方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両の合流地点付近での車線変更を支援する際に、自車の現在位置を検出し、自車の現在位置を起点とする自車の進路の各車線上のノード間を連結する走行リンクに含まれるリスクをコストとして算出する。走行リンクの接続パターンにコストを付与したネットリストを生成し、ネットリストにおいてコストが最小となる走行リンクの接続パターンを走行経路として決定する。
【選択図】図2
Description
本発明の目的は、上記の問題を踏まえて、自車が本線車道を走行中の被合流状況において、実際に自車が合流地点に接近する前に、走行予定の経路における各リスクを総合的に考慮して、走行すべき経路を計算して決定する走行支援装置及び走行支援方法を提供することである。
以下に、本発明の第1実施形態について添付図面を参照して説明する。
ここでは一例として、車両が自動運転車(人間の運転なしで自動走行可能な車両)である場合について説明する。但し、実際には、車両は自動運転車及び非自動運転車のいずれでも良い。
第1実施形態では、自動運転車において、高速道路にあるジャンクションやインターチェンジ等の被合流状況が自車の走行ルート上にある場合に、適切な位置で車線変更を行えるよう、事前に被合流状況で車線変更位置を算出する手法について説明する。
図1は、車両のハードウェア構成図である。
図1に示すように、車両は、位置検出ユニット1と、データ管理ユニット2と、ナビゲーションユニット3と、車速センサ4と、走行制御装置5と、パワートレインコントローラ6と、パワートレイン7と、ブレーキコントローラ8と、ブレーキユニット9と、ヨーレートセンサ10と、レーザースキャナ11と、操舵モータコントローラ12とを備える。
第1実施形態では、走行制御装置5は、自車の現在位置に基づいて、自車の走行予定の道路(進路)に合流地点が存在することを理解し、合流地点において、本線車線に合流車(合流車線側の車両)を合流させやすくするのと同時に、自車が円滑に合流地点を通過することを可能にする行動戦略を決定する。具体的には、自車が高速道路(高速自動車国道及び自動車専用道路)の本線車線を走行中、合流地点を通過する前に合流車の存在を想定し、追越車線側に車線変更して合流車を本線車線に入れるような行動を行うと共に、合流車の存在による自車の速度変化の影響を軽減する。すなわち、走行制御装置5は、車線変更支援装置として機能する。
図2に示すように、第1実施形態に係る走行制御装置5は、自車位置検出部51と、地図データベース52と、道路区分判断部53と、リンクコスト算出部54と、ネットリスト生成部55と、最適経路リンク決定部56とを備える。
自車位置検出部51は、自車の現在位置を検出する機能を有する。例えば、自車位置検出部51は、上記の位置検出ユニット1の出力信号から、自車の現在位置を検出する。実際には、自車位置検出部51は、上記の位置検出ユニット1自体でも良いし、位置検出ユニット1と連携していても良い。地図データベース52は、地図情報の中に、道路情報として、車線情報と合流地点の有無等に関する情報を有する。更に、道路情報には、道路の形状や勾配等に関する情報が含まれていても良い。例えば、上記のデータ管理ユニット2は、地図データベース52に地図情報を常時又は一時的に格納する。実際には、地図データベース52は、上記のデータ管理ユニット2自体でも良いし、データ管理ユニット2と連携していても良い。道路区分判断部53は、自車の現在位置と地図データベース52の情報とを取得して、自車が現在走行中の道路の道路区分(road segment)を判断する機能、自車の走行予定の道路(進路)の道路区分を判断する機能、及び自車の進路に合流地点が存在するか否か判断する機能を有する。例えば、道路区分としては、車線の本数や、自車線(走行中の車線)、合流地点の有無、合流地点の位置等が考えられる。リンクコスト算出部54は、自車の進路の各車線上のノード(経由点)間を連結する走行リンクに含まれるリスク(危険要因)をコスト(損失)として算出する機能を有する。すなわち、リンクコスト算出部54は、走行リンクに含まれるリスクを推定し、コストとして定量化する機能を有する。
次に、図3のフローチャートを参照して、第1実施形態に関して、自車が高速道路の本線車線を走行中の被合流状況において、各車線走行時の車線リスクや車線変更リスクに基づき、実際に自車が合流地点に接近する前に、走行予定の経路における各リスクを総合的に考慮して、走行すべき経路の計算を行う制御手順について説明する。
なお、ステップS101からステップS102に述べる制御は、自車の進路上に合流地点の存在を確認する動作に対応する。ステップS103からステップS108に述べる制御は、合流地点を通過する際に生じるリスクを見積もり、リスクをコストとして付与したネットリストを生成する動作に対応する。ステップS109からステップS111に述べる制御は、被合流状況における自車のリスクのコストの総和が最小となる走行経路を計算する動作に対応する。ここでは、具体的な例として、高速道路の合流地点付近での合流車を想定して、合流地点前で追越車線に車線変更を行い、合流地点後で走行車線に車線復帰を行う動作を説明する。
次に、道路区分判断部53は、自車位置検出部51から自車の現在位置が通知されたときに、車線情報と合流地点の有無に関する情報を有する地図データベース52を参照し、自車の現在位置を基準として、自車の進路上の規定距離内に、合流地点があるかどうかを判断する(ステップS102)。なお、自車の現在位置から規定距離内に合流地点がない場合(ステップS102でNo)には、基本的に、自車は走行車線を引き続き走行するが、ある一定周期で(周期的に)、当該動作(ステップS102)を繰り返し行うことによって、合流地点の有無を確認し続けることになる。
第1実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
(1)第1実施形態に係る走行支援装置は、車両の合流地点付近での車線変更を支援する走行支援装置であって、自車の現在位置を検出し、自車の現在位置を起点とする自車の進路の各車線上のノード間を連結する走行リンクに含まれるリスクをコストとして算出する。走行リンクの接続パターンにコストを付与したネットリストを生成し、ネットリストにおいてコストが最小となる走行リンクの接続パターンを走行経路として決定する。
このように、自車が高速道路の本線車線の被合流状況において、実際に自車が合流地点に接近する前に、走行予定の経路における各リスクを総合的に考慮して、走行すべき経路を計算して決定するので、合流地点において、本線に合流車を合流させやすくするのと同時に、自車が円滑に合流地点を通過することができる。
このように、車線に沿って走行する際に使う各走行リンクのリスクを上記のリスクの少なくとも一部として算出するので、比較的走行し易い(容易な)車線を理解し、合流地点付近以外では、できるだけ走行車線側を走行することができる。
このように、車線変更を行う際に使う各走行リンクにおけるリスクを上記のリスクの少なくとも一部として算出するので、車線変更がし易い場所を理解し、できるだけ車線変更の回数が少なくなるように走行することができる。
このように、走行経路となり得る接続パターンが2つ以上存在する場合に、車線変更リスクが小さくなる方を走行経路として決定するので、速度帯が高い車線を選択して走行してでも、できるだけ車線変更の回数が少なくなるように走行することができる。
このように、時間帯ごとの統計的な渋滞リスクを考慮するので、渋滞時における走行の困難性、及び、車線変更の困難性を理解し、統計的に渋滞が起きにくい場所で車線変更を行うことができる。
このように、渋滞情報又は交通規制情報から判断される渋滞又は交通規制による速度低下に起因して発生する渋滞リスクを車線リスク及び車線変更リスクに加えるので、渋滞時における走行の非容易性、及び、車線変更の非容易性を理解し、車車間通信や路車間通信、若しくは道路交通情報通信システム(VICS(登録商標))等により、渋滞が起きていることが分かっている場合には、事前に車線変更を行うことができる。
その結果、決定した走行経路に従って、自動走行制御(自動運転)を実現できる。
(8)上記の走行支援装置は、自車の乗員に通知内容を認識可能に通知する通知装置に対して、前記走行経路を送る。前記通知装置は、前記走行経路を前記乗員に通知する。
その結果、決定した走行経路を乗員に認識させ、運転に反映させることができる。
以下に、本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、高速道路において、複雑な合流地点を通過しようとした際に、事前に合流車の存在を想定して経路計画を行う方式について説明する。なお、車両については、第1実施形態と同様である。
図9に示すように、第2実施形態に係る走行制御装置5は、第1実施形態(図2)と同様に、自車位置検出部51と、道路区分判断部53と、地図データベース52と、リンクコスト算出部54と、ネットリスト生成部55と、最適経路リンク決定部56とを備える。また、リンクコスト算出部54は、車線リスク見積部54aと、車線変更リスク見積部54bと、渋滞リスク見積部54cとを備える。更に、渋滞リスク見積部54cは、道路交通情報取得部54dを備える。最適経路リンク決定部56は、リスク比較部56aを備える。
このように、第2実施形態は、リンクコスト算出部54が更に加速車線形状反映部54eを備える点で第1実施形態と相異する。加速車線形状反映部54e以外の構成は、第1実施形態と共通である。第1実施形態と共通する基本的構成についての重複した説明は避け、ここでは異なる点を中心に説明する。
次に、図10のフローチャートを参照して、第2実施形態に関して、自車が高速道路の本線車線の被合流状況において、合流車線の形状が複雑な場合に、各車線走行時のリスクや車線変更時のリスクに基づき、実際に自車が合流地点に接近する前に、走行予定の経路における各リスクを総合的に考慮して、走行すべき経路の計算を行う制御手順について説明する。
(1)合流車線の車線数に起因するもの
(2)合流車線の加速車線の長さに起因するもの
(3)合流車線の勾配に起因するもの
第2実施形態に係る走行支援装置は、第2実施形態に係る走行制御装置5を中核として、上記の車両の位置検出ユニット1、データ管理ユニット2、ナビゲーションユニット3、車速センサ4、パワートレインコントローラ6、パワートレイン7、ブレーキコントローラ8、ブレーキユニット9、ヨーレートセンサ10、レーザースキャナ11、及び操舵モータコントローラ12を任意に組み合わせることで実現される。
第2実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
(1)第2実施形態に係る走行支援装置は、第1実施形態に係る走行支援装置と同様の技術的特徴(構成及び動作)を備え、同様の作用効果を奏する。
(2)更に、上記の走行支援装置は、合流地点での加速車線の長さや勾配から判断される合流の困難さに起因する合流車の本線走行時における速度のばらつきを予測し、速度のばらつきにより合流車が被合流車に与える合流リスクを、上記のリスクの少なくとも一部として算出する。
このように、合流地点において、合流車が被合流車に与える合流リスクを、各走行リンクにおけるリスクに反映するので、形状が複雑で、合流が困難になりがちな都市高速道路でも、車線変更のタイミングを事前に適切に変更することができる。
上記の各実施形態は、組み合わせて実施することも可能である。例えば、走行制御装置5の動作モード選択等により、第1実施形態と第2実施形態とを切り替えることができるようにしても良い。
また、上記の各実施形態において、車車間通信又は路車間通信等によって、又は道路交通情報によって、自車が合流地点を通過する際の合流車の有無を判断又は予測し、自車が合流地点を通過する際に合流車が存在すると判断又は予測した場合にのみ、上記の各実施形態を実施するようにしても良い。なお、自車が合流地点を通過する際に合流車が存在しないと判断又は予測した場合には、上記の各実施形態を実施しなくても良い。
また、上記の図4〜8、図11〜12では、本線車道が片側3車線の場合を想定しているが、実際には片側2車線や片側4車線以上でも良い。
また、上記の図4〜8、図11〜12では、車両が左側通行の国(日本国等)の場合を想定しているため、追越車線は走行車線の右側の車線としているが、車両が右側通行の国(米国等)の場合には、追越車線は走行車線の左側の車線となる。すなわち、左側通行の場合と右側通行の場合とでは、走行車線に対する追越車線の配置や、合流地点における本線車線に対する合流車線の配置が、自車の進行方向に対して左右逆転する。
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
2 データ管理ユニット
3 ナビゲーションユニット
4 車速センサ
5 走行制御装置
51 自車位置検出部
52 地図データベース
53 道路区分判断部
54 リンクコスト算出部
54a 車線リスク見積部
54b 車線変更リスク見積部
54c 渋滞リスク見積部
54d 道路交通情報取得部
54e 加速車線形状反映部
55 ネットリスト生成部
56 最適経路リンク決定部
56a リスク比較部
6 パワートレインコントローラ
7 パワートレイン
8 ブレーキコントローラ
9 ブレーキユニット
10 ヨーレートセンサ
11 レーザースキャナ
12 操舵モータコントローラ
Claims (10)
- 車両の合流地点付近での車線変更を支援する走行支援装置であって、
自車の現在位置を検出する自車位置検出部と、
前記現在位置を起点とする自車の進路の各車線上のノード間を連結する走行リンクに含まれるリスクをコストとして算出するリンクコスト算出部と、
前記走行リンクの接続パターンに前記コストを付与したネットリストを生成するネットリスト生成部と、
前記ネットリストにおいて前記コストが最小となる走行リンクの接続パターンを走行経路として決定する最適経路リンク決定部と、
を備えることを特徴とする走行支援装置。 - 前記リンクコスト算出部は、走行車線及び追越車線の統計的な走行速度の違いと合流地点の有無とに起因する各車線走行時の車線リスクを前記リスクの少なくとも一部として算出する車線リスク見積部を備えることを特徴とする請求項1に記載の走行支援装置。
- 前記リンクコスト算出部は、走行車線と追越車線との間の車線変更を行う際に発生する車線変更リスクを前記リスクの少なくとも一部として算出する車線変更リスク見積部を備えることを特徴とする請求項2に記載の走行支援装置。
- 前記最適経路リンク決定部は、前記走行経路となり得る接続パターンが2つ以上存在する場合に、前記車線リスクよりも、前記車線変更リスクが小さくなる方を前記走行経路として決定するリスク比較部を備えることを特徴とする請求項3に記載の走行支援装置。
- 前記リンクコスト算出部は、時間帯ごとの統計的な合流地点での渋滞発生に伴う渋滞リスクを前記リスクの少なくとも一部として算出する渋滞リスク見積部を備えることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の走行支援装置。
- 前記渋滞リスク見積部は、車両外部のインフラから渋滞情報又は交通規制情報を取得する道路交通情報取得部を備え、前記渋滞情報又は前記交通規制情報から判断される渋滞又は交通規制による速度低下に起因して発生する前記渋滞リスクを前記車線リスク及び前記車線変更リスクに加えることを特徴とする請求項5に記載の走行支援装置。
- 前記リンクコスト算出部は、合流地点での加速車線の長さ及び勾配から判断される合流の困難さに起因する合流車の本線走行時における速度のばらつきを予測し、前記速度のばらつきにより合流車が被合流車に与える合流リスクを、前記リスクの少なくとも一部として算出する加速車線形状反映部を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の走行支援装置。
- 指令値に従って自車の走行を自動的に制御する自動走行制御装置を更に備え、
前記最適経路リンク決定部は、前記走行経路に従って、前記指令値として目標車速及び目標操舵量を算出して前記自動走行制御装置に送り、
前記自動走行制御装置は、前記目標車速及び前記目標操舵量に従って自車の走行を自動的に制御することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の走行支援装置。 - 自車の乗員に通知内容を認識可能に通知する通知装置を更に備え、
前記最適経路リンク決定部は、前記走行経路を前記通知装置に送り、
前記通知装置は、前記走行経路を前記乗員に通知することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の走行支援装置。 - 車両において実施される走行支援方法であって、
自車の現在位置を検出し、
前記現在位置を起点とする自車の進路の各車線上のノード間を連結する走行リンクに含まれるリスクをコストとして算出し、
前記走行リンクの接続パターンに前記コストを付与したネットリストを生成し、
前記ネットリストにおいて前記コストが最小となる走行リンクの接続パターンを走行経路として決定することを特徴とする走行支援方法。
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