JP2017007478A - 警告装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両が自動運転を実行している場合に、運転者にステアリングホイールの把持を適切に警告することができる警告装置を提供する。【解決手段】 自動運転と手動運転とを実行可能な車両に備えられ、車両の運転者にステアリングホイールの把持を警告する警告装置１であって、車両の周囲の走行環境を認識する走行環境認識部１１と、車両が自動運転を実行している場合に、走行環境に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持の要否を判定する把持要否判定部１２と、運転者によるステアリングホイールの把持を認識する把持認識部１３と、ステアリングホイールに設けられた発光部６と、ステアリングホイールの把持が必要と判定され、且つ、ステアリングホイールの把持が認識されない場合、発光部６を点灯又は点滅させることより運転者にステアリングホイールの把持を警告する警告部１４を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、自動運転と手動運転とを実行可能な車両に備えられ、車両の運転者にステアリングホイールの把持を警告する警告装置に関する。

特許文献１には、車両が自動運転中であるか否かを車内或いは車外にいる者に通知するためにステアリングホイールに設けた発光素子を利用する装置が開示されている。この装置では、車両が自動運転である場合に発光素子を点灯させ、車両が手動運転である場合に発光素子を消灯させる。

特開２０１４−０６９６７１号公報

ところで、車両が自動で走行する自動運転においては、常に運転者がステアリングホイールを把持している必要がないため、運転者が一時的にステアリングホイールを放す状況が考えられる。このような状況において、自動運転から手動運転に切り換える必要が生じた場合、運転者にステアリングホイールを把持させる必要がある。特許文献１に記載の装置では、車両が自動運転である場合に発光素子を点灯させ、車両が手動運転である場合に発光素子を消灯させているが、運転者のステアリングホイールの把持の促進に貢献していない。

そこで、本技術分野では、車両が自動運転を実行している場合に、運転者にステアリングホイールの把持を適切に警告することができる警告装置を提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明は、自動運転と手動運転とを実行可能な車両に備えられ、車両の運転者にステアリングホイールの把持を警告する警告装置であって、車両の周囲の走行環境を認識する走行環境認識部と、車両が自動運転を実行している場合に、走行環境認識部の認識した走行環境に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持の要否を判定する把持要否判定部と、運転者によるステアリングホイールの把持を認識する把持認識部と、ステアリングホイールに設けられた発光部と、把持要否判定部により運転者によるステアリングホイールの把持が必要と判定され、且つ、把持認識部によりステアリングホイールの把持が認識されない場合、発光部を点灯又は点滅させることより運転者にステアリングホイールの把持を警告する警告部と、を備える。

本発明によれば、車両が自動運転を実行している場合に、運転者にステアリングホイールの把持を適切に警告することができる。

本実施形態に係る警告装置を示すブロック図である。 発光部が設けられたステアリングホイールを示す正面図である。 （ａ）ステアリングホイールの回転による運転者への警告を示す図である。（ｂ）ステアリングホイールの前移動による運転者への警告を示す図である。 本実施形態に係る警告装置による警告制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示す本実施形態に係る警告装置１は、自動運転システム２が搭載された車両に搭載され、運転者にステアリングホイールの把持を警告する装置である。まず自動運転システム２について簡単に説明する。自動運転システム２は、運転者が車両の運転操作を行うことなく、予め設定された目標ルートに沿って車両を自動で走行させる自動運転を実行する。目標ルートとは、例えば、運転者の設定した目的地と車両の現在地と結ぶ地図上のルートである。自動運転システム２は、例えば、目標ルートに応じて生成された走行計画及び車両の周囲の走行環境に基づいて自動運転を実行する。

また、自動運転システム２は、車両の周囲の走行環境に基づいて、自動運転を継続不能な環境であると判定した場合、自動運転を終了して車両を手動運転に切り換える。すなわち、この車両は自動運転と手動運転を実行可能である。自動運転を継続不能な環境については後述する。このような自動運転システム２としては、周知の構成を採用することができる。なお、警告装置１は、本実施形態のように自動運転システム２と異なる装置として構成されていてもよく、自動運転システム２の一部として構成されていてもよい。

警告装置１は、例えば、自動運転システム２により実行中の自動運転を継続不能な環境であると判定された場合、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定する。警告装置１は、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定した場合であって、運転者によるステアリングホイールの把持を認識していないとき、運転者に対してステアリングホイールを把持するように警告を行う。

［警告装置の構成］
以下、本実施形態に係る警告装置１の構成について説明する。図１に示すように、警告装置１は、装置を統括的に制御するＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ＥＣＵ１０は、外部センサ３、操舵タッチセンサ４、ドライバモニタカメラ５、発光部６、及びステアリング駆動部７と接続されている。

外部センサ３は、車両の周辺の外部状況を検出する検出機器である。外部センサ３は、例えば、カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging］を含む。カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。

カメラは、例えば、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報（視差情報）も含まれている。

レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して車両の外部の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両の周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出する。障害物とは、例えば、他車両、歩行者、自転車、及び壁等の構造物である。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。ライダーは、光を利用して車両の外部の障害物を検出する。ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

操舵タッチセンサ４は、車両のステアリングホイールに設けられ、ステアリングホイールに対する運転者の接触を検出する。操舵タッチセンサ４としては、例えば、感圧式のセンサを用いることができる。操舵タッチセンサ４は、ステアリングホイールに対する運転者の接触の情報を含む操舵接触情報をＥＣＵ１０へ送信する。

ドライバモニタカメラ５は、例えば、車両の運転席の天井付近に設けられ、ステアリングホイールを含む運転者の手元付近を撮像する。ドライバモニタカメラ５は、運転者を複数方向から撮像するため、複数個設けられていてもよい。ドライバモニタカメラ５は、単眼カメラであってもステレオカメラであってもよい。ドライバモニタカメラ５がステレオカメラである場合には、撮像画像の奥行方向の情報を含めた３Ｄセンサ（三次元センサ）として機能させることもできる。ドライバモニタカメラ５は、運転者の撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、操舵タッチセンサ４及びドライバモニタカメラ５は、車両に両方備えてられている必要はなく、何れか一方のみが備えられていればよい。

発光部６は、車両のステアリングホイールに設けられ、発光（点灯、点滅）により運転者に警告を行うための機器である。発光部６は、例えば、ＬＥＤ［Light Emitting Diode:発光ダイオード］を有している。発光部６は、例えば、赤色の光を発光する赤色ＬＥＤと緑色の光を発光する緑色ＬＥＤとを有し、光の色を赤色と緑色に変更可能に構成されている。

ここで、図２は、発光部６が設けられたステアリングホイールを示す正面図である。図２に示すように、発光部６は、例えば、ステアリングホイールの正面側（運転者側）に設けられる。発光部６は、ステアリングホイールの周方向に沿って等間隔で複数埋設されている。なお、発光部６は、一つであってもよい。また、発光部６は、ステアリングホイールに埋設されている必要はなく、ステアリングホイールに対して取付けられる外部取付け構造であってもよい。発光部６は、運転者から視認できる位置に設けられていればよい。発光部６は、赤色と緑色以外の色に変更可能であってもよい。また、発光部６は、必ずしも光の色を変更可能である必要はない。

ステアリング駆動部７は、車両のステアリングホイールを駆動させるためのアクチュエータを有している。ステアリング駆動部７は、例えば、ステアリングホイールの回転を制御するアクチュエータ（例えば操舵トルクを制御するアクチュエータ）を有している。この場合、ステアリング駆動部７は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ステアリングホイールを左右に回転駆動させることができる。ステアリング駆動部７は、ステアリングホイールのテレコスピック機構によりステアリングホイールの前後位置を制御するアクチュエータを有していてもよい。この場合、ステアリング駆動部７は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ステアリングホイールを前（運転者に近づく方向）に移動させることができる。また、ステアリング駆動部７は、ステアリングホイールのチルト機構によりステアリングホイールの上下位置を制御するアクチュエータを有していてもよい。この場合、ステアリング駆動部７は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ステアリングホイールを上下に移動させることができる。なお、警告装置１は、必ずしもステアリング駆動部７を備える必要はない。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。図１に示すように、ＥＣＵ１０は、走行環境認識部１１、把持要否判定部１２、把持認識部１３、及び警告部１４を有している。

走行環境認識部１１は、外部センサ３の検出結果に基づいて、車両の周囲の走行環境を認識する。走行環境には、例えば、車両に対する障害物の相対位置及び相対速度、道路形状、道路勾配、及び道路上の白線等の状況が含まれる。走行環境認識部１１は、走行環境の一つとして、車両の走行する道路の白線認識を行う。走行環境認識部１１は、例えば、外部センサ３のカメラの撮像情報に基づいて、周知の手法により道路の白線認識を行う。走行環境認識部１１は、自動運転システム２と共有していてもよい。

把持要否判定部１２は、自動運転システム２により車両が自動運転を実行している場合に、走行環境認識部１１の認識した走行環境に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持の要否を判定する。把持要否判定部１２は、自動運転システム２からの信号により、車両が自動運転を実行していることを認識する。把持要否判定部１２は、例えば、走行環境認識部１１の認識した走行結果が自動運転を継続不能な走行環境である場合（自動運転が不安定である場合）、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定する。

把持要否判定部１２は、例えば、車両の走行する道路の白線がカメラ等で認識できない場合、自動運転が継続不能な走行環境であり、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定する。また、把持要否判定部１２は、大雨又は雪等の外的要因により車両が追従していた先行車を検出できない場合、自動運転が継続不能な走行環境であり、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定してもよい。その他、把持要否判定部１２は、走行環境認識部１１の認識した走行環境が、自動運転システム２において予め設定された自動運転可能な走行環境に含まれない場合、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定してもよい。また、把持要否判定部１２は、将来の予測に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定してもよい。

把持要否判定部１２は、走行環境認識部１１の認識した走行環境に基づいて自動運転システム２が自動運転を継続不能と判定した場合に、自動運転システム２から信号を受信することで、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定してもよい。

把持認識部１３は、例えば、操舵タッチセンサ４の操舵接触情報及びドライバモニタカメラ５の撮像情報に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持を認識する。把持認識部１３は、操舵タッチセンサ４の操舵接触情報に基づいて、ステアリングホイールに圧力が加えられていることを検出した場合、運転者によりステアリングホイールが把持されていると認識する。把持認識部１３は、ドライバモニタカメラ５の撮像情報に基づいて、周知の画像処理手法（例えばパターン認識）により、ステアリングホイールを握る運転者の手を検出した場合、運転者によりステアリングホイールが把持されていると認識する。

警告部１４は、把持要否判定部１２により運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定され、且つ、把持認識部１３により運転者によるステアリングホイールの把持が認識されない場合、発光部６を点灯又は点滅させることより運転者にステアリングホイールの把持を警告する。警告部１４は、例えば、発光部６に制御信号（電力）を送ることにより発光部６を制御する。警告部１４は、発光部６の消灯、点灯、点滅の切り換えを制御する。また、警告部１４は、発光部６が光の色を変更可能である場合、光の色の切り換えを制御する。

なお、警告部１４は、発光部６の点灯に代えて、ステアリング駆動部７によるステアリングホイールの駆動（挙動）により警告を行ってもよい。警告部１４は、例えば、ステアリング駆動部７に制御信号を送信することで、ステアリングホイールの回転を制御してもよい。ここで、図３（ａ）は、ステアリングホイールの回転による運転者への警告を示す図である。図３（ａ）に示すように、警告部１４は、例えば、ステアリング駆動部７によりステアリングホイールの左右回転を繰り返すことにより運転者にステアリングホイールの把持を警告する。

また、警告部１４は、ステアリング駆動部７によるステアリングホイールのテレコスピック機構又はチルト機構の制御を行ってもよい。図３（ｂ）は、ステアリングホイールの前移動による運転者への警告を示す図である。図３（ｂ）に示すように、警告部１４は、ステアリング駆動部７によりテレコスピック機構を駆動してステアリングホイールを前（運転者に近づく方向）に移動させることで運転者にステアリングホイールの把持を警告してもよい。同様に、警告部１４は、ステアリング駆動部７によりチルト機構を駆動してステアリングホイールを上下に移動させることで運転者にステアリングホイールの把持を警告してもよい。警告部１４は、発光部６の点灯又は点滅と上述したステアリング駆動部７によるステアリングホイールの駆動を組み合わせて運転者にステアリングホイールの把持を警告してもよい。

［本実施形態に係る警告装置による警告制御］
続いて、本実施形態に係る警告装置１による警告制御について説明する。図４は、本実施形態に係る警告装置による警告制御を示すフローチャートである。図４に示す警告制御は、例えば、自動運転システム２により車両が自動運転を実行している間、予め設定された時間毎に繰り返し行われる。

図４に示すように、警告装置１のＥＣＵ１０は、Ｓ１０１として、把持要否判定部１２により運転者によるステアリングホイールの把持の要否を判定する。把持要否判定部１２は、例えば、走行環境認識部１１の認識した走行環境に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持の要否を判定する。ＥＣＵ１０は、運転者によるステアリングホイールの把持が必要であると判定された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２に移行する。ＥＣＵ１０は、運転者によるステアリングホイールの把持が必要ではないと判定された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０３に移行する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ１０は、把持認識部１３により運転者によるステアリングホイールの把持を認識する。把持認識部１３は、例えば、操舵タッチセンサ４の操舵接触情報及びドライバモニタカメラ５の撮像情報に基づいて、運転者によるステアリングホイールの把持を認識する。ＥＣＵ１０は、運転者によるステアリングホイールの把持が認識された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０４に移行する。ＥＣＵ１０は、運転者によるステアリングホイールの把持が認識されない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０５に移行する。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ１０は、警告部１４により発光部６を緑色点灯させることで、運転者にステアリングホイールの把持の警告を行う。警告部１４は、制御信号の送信により発光部６の緑色ＬＥＤを点灯させる。警告部１４は、既に緑色ＬＥＤが点灯している場合、緑色ＬＥＤの点灯の状態を継続する。警告部１４は、赤色ＬＥＤが点灯又は点滅している場合、赤色ＬＥＤを消灯してから緑色ＬＥＤを点灯させる。その後、ＥＣＵ１０は、今回の処理を終了する。ＥＣＵ１０は、予め設定された時間の経過後に再びＳ１０１から処理を繰り返す。

Ｓ１０４において、ＥＣＵ１０は、警告部１４により発光部６を赤色点灯させることで、運転者にステアリングホイールの把持の警告を行う。警告部１４は、制御信号の送信により発光部６の赤色ＬＥＤを点灯させる。警告部１４は、既に赤色ＬＥＤが点灯している場合、赤色ＬＥＤの点灯の状態を継続する。警告部１４は、緑色ＬＥＤが点灯している場合、緑色ＬＥＤを消灯してから赤色ＬＥＤを点灯させる。その後、ＥＣＵ１０は、今回の処理を終了する。ＥＣＵ１０は、予め設定された時間の経過後に再びＳ１０１から処理を繰り返す。

Ｓ１０５において、ＥＣＵ１０は、警告部１４により発光部６を赤色点滅させることで、運転者にステアリングホイールの把持の警告を行う。警告部１４は、制御信号の送信により発光部６の赤色ＬＥＤを点滅させる。警告部１４は、既に赤色ＬＥＤが点滅している場合、赤色ＬＥＤの点滅の状態を継続する。警告部１４は、緑色ＬＥＤが点灯している場合、緑色ＬＥＤを消灯してから赤色ＬＥＤを点滅させる。その後、ＥＣＵ１０は、今回の処理を終了する。ＥＣＵ１０は、予め設定された時間の経過後に再びＳ１０１から処理を繰り返す。

なお、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３及びＳ１０４を行うことなく、Ｓ１０５において発光部６を点灯させる態様であってもよい。その他、ＥＣＵ１０は、発光部６に代えて、ステアリング駆動部７によるステアリングホイールの駆動により運転者に警告を行ってもよい。この場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３及びＳ１０４を行わない。ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５において、発光部６の赤色点滅に代えてステアリングホイールの駆動（回転、前移動、上下移動）により運転者に対する警告を行う。

［本実施形態に係る警告装置の作用効果］
以上説明した本実施形態に係る警告装置１によれば、自動運転システム２によって車両が自動運転を実行している場合に、運転者によるステアリングホイールの把持が必要と判定され、且つ、運転者によるステアリングホイールの把持が認識されないとき、発光部６の点灯又は点滅させることにより運転者にステアリングホイールの把持を警告する。従って、警告装置１によれば、自動運転の実行中にステアリングホイールの把持が必要な場合に、運転者にステアリングホイールの把持をさせるための警告を適切に行うことができる。しかも、警告装置１によれば、ステアリングホイールに設けられた発光部６により、警告が必要な場合に点灯又は点滅させるので、警告が必要な場合に消灯するような場合と比べて、運転者が直感的に理解できる警告を与えることができる。また、警告装置１によれば、発光部６の赤色点滅に代えてステアリングホイールの駆動を行った場合も、回転や前移動で運転者に対してステアリングホイールの把持の必要性を直感的に理解させることが可能である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

１…警告装置、２…自動運転システム、３…外部センサ、４…操舵タッチセンサ、５…ドライバモニタカメラ、６…発光部、７…ステアリング駆動部、１０…ＥＣＵ、１１…走行環境認識部、１２…把持要否判定部、１３…把持認識部、１４…警告部。

Claims (1)

1. 自動運転と手動運転とを実行可能な車両に備えられ、前記車両の運転者にステアリングホイールの把持を警告する警告装置であって、
   前記車両の周囲の走行環境を認識する走行環境認識部と、
   前記車両が自動運転を実行している場合に、前記走行環境認識部の認識した前記走行環境に基づいて、前記運転者による前記ステアリングホイールの把持の要否を判定する把持要否判定部と、
   前記運転者による前記ステアリングホイールの把持を認識する把持認識部と、
   前記ステアリングホイールに設けられた発光部と、
   前記把持要否判定部により前記運転者による前記ステアリングホイールの把持が必要と判定され、且つ、前記把持認識部により前記ステアリングホイールの把持が認識されない場合、前記発光部を点灯又は点滅させることより前記運転者に前記ステアリングホイールの把持を警告する警告部と、
   を備える、警告装置。

Images