JP2017087816A - 自動運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗員又は周辺の他車両に対して、地図情報に起因する自動運転制御の中断情報を提供することができる。【解決手段】自動運転システムであって、目標ルート上の位置に応じた車両の制御目標値を含む車両の走行計画を生成する走行計画生成部と、走行計画、車両の位置、車両の周辺の道路環境及び車両の走行状態に基づいて、車両の自動運転制御を行う走行制御部と、車両の自動運転制御による制御結果検出値を取得する検出値取得部と、制御目標値と制御結果検出値との比較結果に基づいて走行計画の評価値を算出する評価値算出部と、走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて自動運転制御の中断の要否を判定する中断要否判定部と、自動運転制御の中断が必要と判定された場合に、車両の乗員又は車両の周辺の他車両に対して自動運転制御の中断情報を提供する情報提供部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動運転制御を実施する自動運転システムに関する。

従来、車両の運転を支援する運転支援制御を行う運転支援装置において、トンネル等の白線認識が困難な道路環境に起因して運転支援制御の信頼性低下が予想される場合に、運転者に運転支援制御の中断を事前に情報提供する装置が知られている（下記の特許文献１を参照）。

特開２００３−２０５８０５号公報

近年、運転者が運転操作を行うことなく車両を走行させる自動運転制御の開発が進んでいる。自動運転制御においては、車両を目的地に向かって走行させる走行計画を地図情報から生成する。このため、自動運転制御においては、上述した従来の運転支援装置と異なり、白線を認識できる道路環境であっても自動運転制御に影響が生じるほどに地図情報と道路環境とが異なる場合には、自動運転制御を中断することが望ましいときがある。自動運転制御を中断する場合には、車両の乗員、周辺の他車両に自動運転制御の中断を情報提供することが好ましい。

そこで、本発明の一態様は、車両の乗員又は周辺の他車両に対して、地図情報に起因する自動運転制御の中断情報を提供することができる自動運転システムを目的とする。

本発明の一態様は、車両の自動運転制御を行う自動運転システムであって、地図情報を記憶した地図データベースと、予め設定された車両の目標ルートと地図情報とに基づいて、目標ルート上の位置に応じた車両の制御目標値を含む車両の走行計画を生成する走行計画生成部と、車両の位置測定部の測定結果に基づいて、車両の位置を認識する車両位置認識部と、車両の外部センサの検出結果に基づいて、車両の周辺の道路環境を認識する道路環境認識部と、車両の内部センサの検出結果に基づいて、車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、走行計画、車両の位置、車両の周辺の道路環境、及び車両の走行状態に基づいて、車両の自動運転制御を行う走行制御部と、車両の自動運転制御による制御結果検出値を目標ルート上の位置と関連付けて取得する検出値取得部と、制御目標値と制御結果検出値との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する評価値算出部と、走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定する中断要否判定部と、中断要否判定部により自動運転制御の中断が必要と判定された場合に、車両の乗員又は車両の周辺の他車両に対して、自動運転制御の中断情報を提供する情報提供部と、を備える。

本発明の一態様に係る自動運転システムでは、地図情報と道路環境とが異なる場合地図情報と実際の道路環境とが異なっている場合、地図情報に依存する走行計画の制御目標値と実際の道路環境に応じた自動運転制御による制御結果検出値との違いが生じることから、制御目標値と制御結果検出値との比較結果から算出された走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定することができる。また、この自動運転システムでは、自動運転制御の中断が必要であると判定した場合、車両の乗員又は車両の周辺の他車両に対して、自動運転制御の中断情報を提供する。従って、この自動運転システムによれば、車両の乗員又は周辺の他車両に対して、地図情報に起因する自動運転制御の中断情報を提供することができる。

本発明の一態様に係る自動運転システムにおいて、中断要否判定部は、走行計画の評価値の算出時における車両の地図上の位置、又は、走行計画の評価値の算出時刻に基づいて、評価閾値を設定してもよい。
この自動運転システムによれば、市街地の方が郊外よりも自動運転制御のために求められる地図情報の精度が高いことから、走行計画の評価値の算出時における車両の地図上の位置に基づいて評価閾値を設定することで、車両の地図上の位置に応じて自動運転制御の中断の要否を適切に判定することができる。或いは、この自動運転システムによれば、昼と比べて夜の方がカメラの撮像画像を用いた白線認識等の精度が低下して中断の要否の判定の信頼性に影響が生じることから、走行計画の評価値の算出時刻に基づいて評価閾値を設定することで、時刻に応じて自動運転制御の中断の要否を適切に判定することができる。

本発明の一態様に係る自動運転システムによれば、車両の乗員又は周辺の他車両に対して、地図情報に起因する自動運転制御の中断情報を提供することができる。

本実施形態に係る自動運転システムを示すブロック図である。 目標ルートを説明するための図である。 走行計画の目標横位置と自動運転制御による制御結果横位置との差分が存在する状況を説明するための平面図である。 （ａ）走行計画生成処理を示すフローチャートである。（ｂ）自動運転制御を示すフローチャートである。 制御結果検出値の取得処理を示すフローチャートである。 中断要否判定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る自動運転システム１００を示すブロック図である。まず自動運転システム１００の概要について説明し、続いて自動運転システム１００の構成について説明する。その後、自動運転システム１００における各種の処理について説明する。

自動運転システム１００は、乗用車等の車両に搭載されており、車両の自動運転制御を行うためのシステムである。自動運転システム１００は、運転者による自動運転制御の開始操作（自動運転制御の開始ボタンを押す操作等）が行われた場合に、車両の自動運転制御を開始する。

自動運転制御とは、予め設定された目標ルートに沿って自動で車両を走行させる車両制御である。自動運転制御では、運転者が運転操作を行う必要が無く、車両が自動で走行する。目標ルートとは、自動運転制御において車両が走行する地図上の経路である。

図２は、目標ルートを説明するための図である。図２に、車両Ｍ、車両Ｍの目標ルートＲ、目標ルートＲの目的地Ｅを示す。目的地Ｅは、運転者の設定した目的地である。自動運転システム１００は、地図情報に基づいて、周知の手法により、車両Ｍの現在位置から目的地Ｅに至る目標ルートＲを設定する。自動運転システム１００は、車両Ｍの現在位置から目的地Ｅに至る最短のルートを目標ルートＲとして設定する。

自動運転システム１００は、自動運転制御を実施するために地図情報を利用する。地図情報には、道路の位置情報（車線毎の位置情報）、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、道路幅の情報（車線幅の情報）、及び道路における制限車速の情報が含まれる。また、地図情報には、交差点及び分岐点の位置情報、一時停止線の位置情報、横断歩道の位置情報、及び信号機の位置情報が含まれる。地図情報には、道路の勾配の情報及び道路のカントの情報が含まれていてもよい。

更に、地図情報には、縁石、電柱、ポール、ガードレール、壁、建物等の固定障害物の位置情報及び形状情報が含まれていてもよい。地図情報には、路面上に描かれた文字及びマーク等の路面ペイントの位置情報及び形状情報が含まれていてもよい。路面ペイントにはマンホールを含めてもよい。地図情報には、道路上方に設けられる看板の情報、路側に設けられる標識の情報が含まれていてもよい。

自動運転システム１００は、目標ルートＲ及び地図情報に基づいて、自動運転制御に用いる走行計画を生成する。走行計画は、車両Ｍの現在の位置から十数ｋｍ先の目的地まで至る目標ルートＲに沿って車両Ｍを走行させる計画である。この走行計画は、地図情報に依存して生成される。

走行計画には、車両Ｍの目標ルートＲ上の位置に応じた車両Ｍの制御目標値が含まれている。目標ルートＲ上の位置とは、地図上で目標ルートＲの延在方向における位置である。目標ルートＲ上の位置は、目標ルートの延在方向において所定間隔（例えば１ｍ）毎に設定された設定縦位置を意味する。

制御目標値とは、走行計画において車両Ｍの制御目標となる値である。制御目標値は、目標ルートＲ上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。制御目標値には、車両Ｍの目標横位置及び車両Ｍの目標車速が含まれる。

目標横位置とは、走行計画において制御目標となる車両Ｍの横位置である。車両Ｍの横位置とは、車両Ｍの走行する道路の道路幅方向（車線幅方向）における車両Ｍの位置である。車線幅方向とは、道路の車線を形成する白線に対して道路の路面上で直交する方向である。また、道路の延在方向（道路幅方向と直交する方向）における車両Ｍの位置を車両Ｍの縦位置とする。車両Ｍの縦位置は、目標ルートＲの延在方向における車両Ｍの位置である。また、目標車速とは、走行計画において制御目標となる車両の車速である。

また、自動運転システム１００は、車載のカメラの撮像画像、車載のライダーの検出結果、又は車載のレーダーの検出結果等に基づいて、車両Ｍの周辺の道路環境を認識する。道路環境には、車両Ｍの走行する走行車線を形成する白線の位置、白線の線種、道路形状（道路曲率を含む）、車線幅、及び固定障害物の位置等が含まれる。固定障害物とは、建物、壁、ガードレール、及び電柱等である。道路環境は、走行車線のカント及び走行車線の勾配を含んでもよい。

更に、自動運転システム１００は、車両Ｍの車速センサ等の検出結果に基づいて、車両Ｍの走行状態を認識する。走行状態には、車両Ｍの車速、車両Ｍの加速度、車両Ｍのヨーレートが含まれる。また、自動運転システム１００は、後述するＧＰＳ［Global Positioning System］受信部の測定結果に基づいて、車両Ｍの位置を測定する。自動運転システム１００は、地図情報に含まれた固定障害物の位置情報と車載のレーダー等の検出結果とを利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により、車両Ｍの位置を測定してもよい。

自動運転システム１００は、車両Ｍの周辺の道路環境、車両Ｍの走行状態、車両Ｍの位置、及び走行計画に基づいて、自動運転制御を実施する。自動運転システム１００は、地図情報に誤りが無く実際の道路環境と対応している場合、走行計画に沿った車両Ｍの自動運転制御を行う。走行計画に沿った車両Ｍの自動運転制御とは、目標ルートＲの設定縦位置における実際の車両Ｍの横位置及び実際の車両Ｍの車速が、当該設定縦位置における目標横位置及び目標車速と一致するように車両Ｍを制御する自動運転制御である。

自動運転システム１００は、地図情報に誤りがあり、地図情報と実際の道路環境が異なる場合、実際の道路環境に対応した自動運転制御を実施する。自動運転システム１００は、車両Ｍが定速で走行する走行計画を生成した場合において、車載のカメラの撮像画像により前方の一時停止線を検出したときには、走行計画より実際の道路環境を優先して車両Ｍを一時停止させる自動運転制御を実施する。また、自動運転システム１００は、車両が定速で走行する走行計画を生成した場合において、車両Ｍの前方に定速より低い速度で走行する先行車が存在するときには、走行計画より実際の道路環境を優先して先行車に追従するように車両Ｍを走行させる自動運転制御を実施する。

続いて、自動運転システム１００は、目標ルートＲに沿った車両Ｍの自動運転制御を開始した場合、自動運転制御による車両Ｍの制御結果検出値を取得する。自動運転システム１００は、目標ルートＲ上の設定縦位置と関連付けて制御結果検出値を取得する。制御結果検出値は、自動運転制御により車両Ｍが制御された結果に関する検出値である。制御結果検出値は、目標ルートＲ上の設定縦位置毎に関連付けて取得される。

制御結果検出値は、車両Ｍの制御結果横位置及び車両Ｍの制御結果車速を含んでいる。制御結果横位置は、自動運転制御の制御結果としての車両Ｍの横位置である。制御結果横位置は、設定縦位置において検出された自動運転制御中の車両Ｍの横位置となる。車両Ｍの横位置の検出について詳しくは後述する。制御結果車速は、自動運転制御の制御結果としての車両Ｍの車速である。制御結果車速は、設定縦位置において検出された自動運転制御中の車両Ｍの車速となる。制御結果車速は、車載の車速センサにより検出される。

自動運転システム１００は、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。自動運転システム１００は、目標ルートＲ上の設定縦位置毎に走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値とを比較する。走行計画の評価値は、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値との一致する度合い又は走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値との乖離する度合いである。走行計画の評価値は、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値とが一致するほど大きな値、又は走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値とが一致するほど小さな値として算出される。

ここで、走行計画の評価値の算出について図３を参照して説明する。図３は、走行計画の目標横位置と自動運転制御による制御結果横位置との差分が存在する状況を説明するための平面図である。図３において、車両Ｍの走行車線Ｌ、走行車線Ｌの実際の白線Ｗａ及び白線Ｗｂ、及び過去の白線ＷＴａを示す。また、図３において、設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４、走行計画の目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４、制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４、及び目標横位置Ｔｗ２〜Ｔｗ４と制御結果横位置Ｐｗ２〜Ｐｗ４の差分ｄ２〜ｄ４を示す。設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４は、この順に目標ルートＲ上において所定間隔で設定されている。

図３に示す目標横位置Ｔｗ１は、設定縦位置Ｇ１に対応する目標横位置である。目標横位置Ｔｗ２は、設定縦位置Ｇ２に対応する目標横位置である。目標横位置Ｔｗ３は、設定縦位置Ｇ３に対応する目標横位置である。目標横位置Ｔｗ４は、設定縦位置Ｇ４に対応する目標横位置である。同様に、制御結果横位置Ｐｗ１は、設定縦位置Ｇ１に対応する制御結果横位置である。制御結果横位置Ｐｗ２は、設定縦位置Ｇ２に対応する制御結果横位置である。制御結果横位置Ｐｗ３は、設定縦位置Ｇ３に対応する制御結果横位置である。制御結果横位置Ｐｗ４は、設定縦位置Ｇ４に対応する制御結果横位置である。

図３に示す差分ｄ２は、車線幅方向における目標横位置Ｔｗ２と制御結果横位置Ｐｗ２との距離である。差分ｄ３は、車線幅方向における目標横位置Ｔｗ３と制御結果横位置Ｐｗ３の距離である。差分ｄ４は、車線幅方向における目標横位置Ｔｗ４と制御結果横位置Ｐｗ４との距離である。走行計画の目標横位置Ｔｗ１と制御結果横位置Ｐｗ１は同じ位置であるため差分は０である。

図３では、道路工事により走行車線Ｌの車線幅が拡張され、白線ＷＴａが白線Ｗａに変更されている。道路工事前の白線ＷＴａは、白線Ｗｂと平行に延在する直線状の白線である。変更後の白線Ｗａは、設定縦位置Ｇ１まで白線ＷＴａと一致しているが、設定縦位置Ｇ１から設定縦位置Ｇ２に進むほど白線Ｗｂから離れるように斜め方向に延在する白線となっている。白線Ｗａは、設定縦位置Ｇ２より先は白線Ｗｂと平行に延在する直線状の白線である。一方で、地図データベースにおいては、地図情報が更新されておらず、走行車線Ｌを形成する白線として道路工事前の白線ＷＴａ及び白線Ｗｂの組み合わせが未だに記憶されている。

自動運転システム１００は、地図情報における走行車線Ｌの中央位置を走行するように走行計画を生成する。このため、図３において、走行計画の目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４は、車線幅方向において白線ＷＴａ及び白線Ｗｂから等距離の位置に設定されている。

一方、自動運転システム１００は、車載のカメラの撮像画像等から認識した実際の道路環境に基づいて、車両Ｍが実際の走行車線Ｌの中央位置を走行するように自動運転制御を実施する。このため、自動運転制御による制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４は、車線幅方向において白線Ｗａ及び白線Ｗｂから等距離の位置として検出される。

図３に示す状況において、自動運転システム１００は、地図情報に依存して生成された走行計画の目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４と実際の道路環境に基づいて実施された自動運転制御による制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。自動運転システム１００は、所定の数の設定縦位置の制御結果検出値を新たに取得する度に、これらの設定縦位置に関連付けられた制御目標値と制御結果検出値との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。図３に示す状況においては、自動運転システム１００は、４つの設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４の制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４を取得したタイミングで、走行計画の目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４と制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。

自動運転システム１００は、目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４と制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４との比較結果として、差分ｄ２〜ｄ４を用いる。自動運転システム１００は、目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４と制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４との差分ｄ２〜ｄ４の平均値が大きいほど、走行計画の評価値を小さい値として算出する。具体的に、自動運転システム１００は、差分ｄ２〜ｄ４の平均値の逆数を走行計画の評価値として算出してもよい。

なお、自動運転システム１００は、差分ｄ２〜ｄ４の平均値に代えて、差分ｄ２〜ｄ４の中央値、総和、最大値、又は最小値を用いてもよい。自動運転システム１００は、差分ｄ２〜ｄ４を入力とする所定の演算式を用いて走行計画の評価値を算出してもよい。

自動運転システム１００は、算出された走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定する。評価閾値は、予め設定された値である。自動運転システム１００は、走行計画の評価値が評価閾値未満である場合、自動運転制御に影響が生じるほど地図情報と実際の道路環境とが異なっている可能性があることから、自動運転制御の中断が必要であると判定する。自動運転システム１００は、走行計画の評価値が評価閾値未満ではない場合には、自動運転制御の中断が不要であると判定する。

自動運転システム１００は、自動運転制御の中断が必要であると判定した場合、車両Ｍの乗員（例えば運転者）及び車両Ｍの周辺の他車両に対して、自動運転制御の中断情報を提供する。自動運転制御の中断情報とは、自動運転システム１００が車両Ｍの自動運転制御を中断する旨を伝えるための情報である。車両Ｍの乗員に対する自動運転制御の中断情報には、運転者による車両Ｍの手動運転を開始するように運転者に要求する情報が含まれていてもよい。周辺の他車両に対する自動運転制御の中断情報には、車両Ｍの走行状態に関する情報が含まれていてもよい。

自動運転システム１００は、車内のディスプレイ及びスピーカを通じて、車両Ｍの乗員に自動運転制御の中断情報を提供する。また、自動運転システム１００は、車々間通信により、車両Ｍの周辺の他車両に自動運転制御の中断情報を提供してもよい。車両Ｍの周辺の他車両とは、車両Ｍから所定範囲内に位置する他車両である。自動運転システム１００は、車両Ｍの乗員及び車両Ｍの周辺の他車両の一方に対してのみ、自動運転制御の中断情報を提供してもよい。

自動運転システム１００は、自動運転制御の中断が必要であると判定した場合、車両Ｍの自動運転制御を中断する。自動運転制御の中断とは、自動運転システム１００による目標ルートＲに沿った車両Ｍの自動運転制御を停止することである。自動運転システム１００は、自動運転制御の中断情報を車両Ｍの乗員及び周辺の他車両に提供した後、自動運転制御の中断を行う。自動運転システム１００は、情報提供と自動運転制御の中断を並行して行ってもよく、自動運転制御を中断した後に、情報提供を行ってもよい。

〈本実施形態に係る自動運転システムの構成〉
図１に示すように、本実施形態に係る自動運転システム１００は、自動運転制御を実施するためのＥＣＵ１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路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、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。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には、ＣＡＮ通信回路を介して、ＧＰＳ受信部１、外部センサ２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、通信部７、及びＨＭＩ［HumanMachine Interface］８が接続されている。

ＧＰＳ受信部１は、車両Ｍに搭載され、車両Ｍの位置を測定する位置測定部として機能する。ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両Ｍの位置（例えば車両Ｍの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両Ｍの位置の情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両Ｍの周辺の障害物等を検出するための検出機器である。外部センサ２は、カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDAR：Laser Imaging Detection andRanging］のうち少なくとも一つを含む。なお、外部センサ２は、後述する車両Ｍの走行する走行車線の白線認識にも用いられる。また、外部センサ２は、車両Ｍの位置の測定に用いられてもよい。

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、車両Ｍのフロントガラスの裏側及び車両の背面に設けられている。カメラは、車両Ｍの左右側面に設けられていてもよい。カメラは、車両Ｍの前方及び後方を撮像した撮像情報を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Ｍの周辺の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両Ｍの周辺に送信し、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。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。障害物には、上述した固定障害物の他、自転車、他車両等の動的障害物が含まれる。

ライダーは、光を利用して車両Ｍの外部の障害物を検出する。ライダーは、光を車両Ｍの周辺に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。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。

内部センサ３は、車両Ｍの走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含んでいる。車速センサは、車両Ｍの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、車両Ｍの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両Ｍの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Ｍの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、車両Ｍの加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両Ｍの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、ジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両Ｍのヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

内部センサ３は、舵角センサを含んでいてもよい。舵角センサは、車両Ｍの舵角（実舵角）を検出するセンサである。舵角センサは、車両Ｍのステアリングシャフトに対して設けられている。舵角センサは、検出した舵角情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、車両Ｍに搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図データベース４は、通信部７を介した無線通信により、地図情報管理センターのサーバへ接続される。地図データベース４は、地図情報管理センターのサーバに記憶された最新の地図情報を用いて、定期的に地図情報を更新する。なお、地図データベース４は、必ずしも車両Ｍに搭載されている必要はない。地図データベース４は、車両Ｍと通信可能なサーバ等に設けられていてもよい。

ナビゲーションシステム５は、車両Ｍに搭載され、自動運転制御によって車両Ｍが走行する目標ルートＲを設定する。ナビゲーションシステム５は、予め設定された目的地、ＧＰＳ受信部１によって測定された車両Ｍの位置、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両Ｍの位置から目的地Ｅに至るまでの目標ルートＲを演算する。自動運転制御の目的地Ｅは、車両Ｍの乗員がナビゲーションシステム５の備える入力ボタン（又はタッチパネル）を操作することにより設定される。目標ルートＲは、道路を構成する車線を区別して設定される。ナビゲーションシステム５は、周知の手法により目標ルートＲを設定することができる。ナビゲーションシステム５は、運転者による車両Ｍの手動運転時において、目標ルートＲに沿った案内を行う機能を有していてもよい。ナビゲーションシステム５は、車両Ｍの目標ルートＲの情報をＥＣＵ１０へ送信する。ナビゲーションシステム５は、その機能の一部が車両Ｍと通信可能な情報処理センター等の施設のサーバで実行されていてもよい。ナビゲーションシステム５の機能は、ＥＣＵ１０において実行されてもよい。

なお、ここで言う目標ルートＲには、特許５３８２２１８号公報（ＷＯ２０１１／１５８３４７号公報）に記載された「運転支援装置」、又は、特開２０１１−１６２１３２号公報に記載された「自動運転装置」における道なり走行ルートのように、目的地の設定が運転者から明示的に行われていない際に、過去の目的地の履歴や地図情報に基づき自動的に生成される目標ルートも含まれる。

アクチュエータ６は、車両Ｍの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両Ｍの駆動力を制御する。なお、車両Ｍがハイブリッド車である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両Ｍが電気自動車である場合には、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。これらの場合における動力源としてのモータは、アクチュエータ６を構成する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両Ｍの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両Ｍの操舵トルクを制御する。

通信部７は、車両Ｍに搭載されて無線通信を行う。通信部７は、地図情報を管理する地図情報管理センター等のサーバと無線通信を行う。通信部７は、車々間通信可能な他車両と車々間通信を行ってもよい。また、通信部７は、道路に沿って設けられた路側送受信機と路車間通信を行ってもよい。

ＨＭＩ８は、車両Ｍの乗員（例えば運転者）と自動運転システム１００との間で情報の送信及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ８は、乗員に画像情報を表示するディスプレイ、乗員に音声を送信するスピーカ、乗員に対して振動を伝える振動部、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。振動部は、振動の送信により運転者に対する通知を行うための振動アクチュエータである。振動部は、座席（例えば運転席）のシート及び座席のヘッドレスト等に設けられている。ＨＭＩ８は、乗員の入力した情報をＥＣＵ１０へ送信する。また、ＨＭＩ８は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ディスプレイに対する画像情報の表示及びスピーカによる音声送信を行う。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、道路環境認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４、走行制御部１５、検出値取得部１６、評価値算出部１７、中断要否判定部１８、及び情報提供部１９を有している。なお、ＥＣＵ１０の機能の一部は、車両Ｍと通信可能なサーバで実行されてもよい。走行計画生成部１４、検出値取得部１６、評価値算出部１７、及び中断要否判定部１８のうち少なくとも一つは、車両Ｍと通信可能なサーバに設けられている態様であってもよい。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両Ｍの地図上の位置を認識する。車両位置認識部１１は、自動運転制御の開始時における車両Ｍの位置を基準としたｘｙ直交座標系におけるｘ座標及びｙ座標の組み合わせとして、車両Ｍの位置を認識する。車両位置認識部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱等の固定障害物の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ技術により車両Ｍの位置を認識してもよい。この場合、ＧＰＳ受信部１に代えて、外部センサ２が位置測定部として機能する。

車両Ｍの位置は、鉛直方向から見た場合(平面視の場合)における車両Ｍの中心位置を基準とすることができる。車両Ｍの中心位置は、車両Ｍの車幅方向の中心であり、且つ、車両Ｍの前後方向の中心となる位置である。

車両位置認識部１１は、車両Ｍの縦位置及び車両Ｍの横位置も認識する。車両位置認識部１１は、地図情報に白線の位置情報が含まれる場合、上記ｘｙ直交座標系における車両の位置と車両Ｍが走行する走行車線の白線の位置情報（座標情報）とを用いて、車両の縦位置及び車両Ｍの横位置も認識する。車両位置認識部１１は、周知の演算処理手法を利用して、走行車線の延在方向における車両Ｍの縦位置及び走行車線の幅方向における車両Ｍの横位置を演算する。

また、車両位置認識部１１は、車載のカメラにより撮像された車両前方の撮像画像（白線の画像）に基づいて、周知の画像処理手法により、車両Ｍの横位置を認識してもよい。車載のカメラは、車両Ｍにおける搭載位置が決まっており、この搭載位置から当該カメラが撮像する範囲も決まっている。また、カメラの搭載位置と車両Ｍの中心位置との位置関係（平面視における位置関係）は決まっている。このため、車両位置認識部１１は、カメラの撮像画像上における左右二本の白線の位置から、車線幅方向における車両Ｍの中心位置（車両Ｍの横位置）を求めることができる。なお、車両位置認識部１１は、車線中心（左右二本の白線から等距離の位置）に対する車両Ｍの中心位置のずれ量（偏差量）として、車両Ｍの横位置を認識してもよい。

なお、車両位置認識部１１は、カメラではなく、ライダーによる白線の検出を利用して、車両Ｍの横位置を認識してもよい。ライダーも車両Ｍにおける搭載位置が決まっており、この搭載位置からライダーが検出する範囲も決まっている。また、ライダーの搭載位置と車両Ｍの中心位置との位置関係（平面視における位置関係）も決まっている。このため、車両位置認識部１１は、ライダーにより検出した左右二本の白線の位置から、車両Ｍの横位置を求めることができる。

車両Ｍの位置は、車両Ｍの中心位置ではなく、鉛直方向から見た場合における車両Ｍの重心位置（設計時における車両Ｍの重心位置）を基準としてもよい。設計時における車両Ｍの重心位置と上述した車両Ｍの中心位置とは位置関係が決まっていることから、車両位置認識部１１は、車両Ｍの中心位置と同様にして、車両Ｍの重心位置を基準とした車両Ｍの横位置を認識することができる。

道路環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両Ｍの周辺の道路環境を認識する。道路環境認識部１２は、カメラの撮像画像、ライダーの障害物情報、又はライダーの障害物情報に基づいて、周知の手法により、車両Ｍの周辺の道路環境を認識する。具体的に、道路環境認識部１２は、カメラの撮像情報又はライダーの障害物情報に基づいて、車両Ｍの走行する走行車線の白線の位置を認識する。道路環境認識部１２は、更に白線の線種及び白線の曲率を認識してもよい。道路環境認識部１２は、カメラの撮像情報、ライダーの障害物情報、又はレーダーの障害物情報に基づいて、車両Ｍの周囲の固定障害物を認識する。

走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両Ｍの車速及び向きを含む車両Ｍの走行状態を認識する。具体的に、走行状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両Ｍの車速を認識する。走行状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両Ｍの向きを認識する。

走行計画生成部１４は、ナビゲーションシステム５により設定された目標ルートＲ及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両Ｍの走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、運転者が自動運転制御の開始操作を行った場合に、走行計画の生成を開始する。この走行計画は、車両Ｍの現在の位置から予め設定された目的地に車両Ｍが至るまでの走行計画となる。この走行計画は、地図情報に依存して生成される。

具体的に、走行計画生成部１４は、目標ルートＲ上に所定間隔（例えば１ｍ）の設定縦位置を設定すると共に、設定縦位置毎に制御目標値（例えば目標横位置及び目標車速）を設定することで、走行計画を生成する。すなわち、走行計画には、目標ルートＲ上の設定縦位置に応じた制御目標値が含まれる。設定縦位置及び目標横位置は、合わせて一つの位置座標として設定されてもよい。設定縦位置及び目標横位置は、走行計画において目標として設定される縦位置の情報及び横位置の情報を意味する。

具体的に、図３を参照して走行計画の生成について説明する。走行計画生成部１４は、図３に示す設定縦位置Ｇ１から所定距離（数百ｍ、数ｋｍ）手前に車両Ｍが位置する状況で運転者が自動運転制御の開始操作を行った場合、地図情報に基づいて設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４に応じた制御目標値を含む走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、走行車線Ｌの車線幅方向における中央位置を走行する走行計画を生成する。ここで、走行計画生成部１４は、地図データベース４の地図情報が更新されていないことから、古い地図情報（道路工事前の白線ＷＴａ及び白線Ｗｂを記憶した地図情報）に基づいて走行計画を生成する。すなわち、走行計画生成部１４は、白線ＷＴａ及び白線Ｗｂから等距離の位置である目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４を車両Ｍが走行する走行計画を生成する。

また、走行計画生成部１４は、地図情報に依存した走行計画とは別に、実際の道路環境に対応した短期走行計画を生成する。短期走行計画は、外部センサ２の検出範囲（例えば車両Ｍの前方１５０ｍ以内の範囲）を車両Ｍが走行する計画として生成される。

短期走行計画は、走行計画と同様に、目標ルートＲ上の設定縦位置に応じた短期制御目標値を有する。短期制御目標値とは、短期走行計画において車両Ｍの制御目標となる値である。短期制御目標値は、目標ルートＲ上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。短期制御目標値には、車両Ｍの短期目標横位置及び車両Ｍの短期目標車速が含まれる。短期目標横位置とは、短期走行計画において制御目標となる車両Ｍの横位置である。短期目標車速とは、短期走行計画において制御目標となる車両Ｍの車速である。

走行計画生成部１４は、道路環境認識部１２により認識された車両Ｍの周辺の道路環境と、走行状態認識部１３により認識された車両Ｍの走行状態と、車両位置認識部１１により認識された車両Ｍの位置と、走行計画（車両Ｍの現在の位置から目的地までの走行計画）とに基づいて、短期走行計画を生成する。

走行計画生成部１４は、地図情報に誤りが無い場合、走行計画の制御目標値を短期走行計画の短期制御目標値として採用することができる。走行計画生成部１４は、車両Ｍが走行計画から外れた横位置（車線の中央位置から外れた横位置）を走行している場合、現在の車両Ｍの位置から車線の中央位置に戻るように短期走行計画を生成する。このような短期走行計画の生成は、特開２００９−２９１５４０号公報を参照して実現することができる。

具体的に、図３を参照して短期走行計画の生成を説明する。走行計画生成部１４は、車両Ｍが走行して設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４が外部センサ２の検出範囲に含まれた場合、設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４に応じた短期制御目標値を含む短期走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、走行車線Ｌの車線幅方向における中央位置を走行する短期走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、車両Ｍの周辺の道路環境に基づいて、実際の白線Ｗａ及び白線Ｗｂから等距離の位置を車両Ｍが走行する短期走行計画を生成する。この場合、設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４に対応する短期走行計画の短期目標横位置は、制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４と同じ位置にそれぞれ設定される。

走行制御部１５は、走行計画生成部１４で生成された短期走行計画に基づいて、車両Ｍの自動運転制御を実施する。言い換えると、走行制御部１５は、車両Ｍの周辺の道路環境、車両Ｍの走行状態、車両Ｍの位置、及び走行計画から生成された短期走行計画に基づいて自動運転制御を実施する。

走行制御部１５は、短期走行計画に基づいて、車両Ｍの横位置及び車速が設定縦位置における短期走行計画の目標横位置及び目標車速になるように、指令制御値を演算する。走行制御部１５は、演算した指令制御値をアクチュエータ６に送信する。走行制御部１５は、指令制御値によってアクチュエータ６の出力（駆動力、制動力、操舵トルク等）をコントロールすることで車両Ｍの自動運転制御を実施する。走行制御部１５は、短期走行計画に基づいて、実際の道路環境に対応した自動運転制御を実施する。具体的に、走行制御部１５は、図３に示す走行車線Ｌにおいて、短期走行計画に基づいて制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４を車両Ｍが通るように自動運転制御を実施する。

なお、走行制御部１５は、後述するように中断要否判定部１８が自動運転制御の中断が必要であると判定した場合、自動運転制御を中断する。走行制御部１５は、アクチュエータ６への指令制御値の送信を停止することで、自動運転制御を中断する。

検出値取得部１６は、車両Ｍが自動運転制御を行っている場合、自動運転制御による車両Ｍの制御結果検出値を取得する。検出値取得部１６は、目標ルートＲ上の設定縦位置と関連付けて制御結果検出値を取得する。上述したとおり、制御結果検出値には、制御結果車速及び制御結果横位置が含まれる。

検出値取得部１６は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの縦位置と車速センサの車速情報とに基づいて、車両Ｍの縦位置に関連付けられた車両Ｍの車速を算出する。検出値取得部１６は、車両Ｍの縦位置に関連付けられた車両Ｍの車速に基づいて、設定縦位置毎に関連付けられた車両Ｍの制御結果車速を取得する。なお、設定縦位置に関連付けられた車両Ｍの制御結果車速は、車両Ｍの縦位置が設定縦位置に一致したときの車速である必要はない。検出値取得部１６は、一定周期毎に車速センサが検出する車両Ｍの車速のうち、車両Ｍの縦位置が設定縦位置に最も近いときの車速を、当該設定縦位置に関連付けられた車両Ｍの制御結果車速として取得することができる。

同様に、検出値取得部１６は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの縦位置及び車両Ｍの横位置に基づいて、設定縦位置毎に関連付けられた車両Ｍの制御結果横位置を取得する。なお、設定縦位置に関連付けられた車両Ｍの制御結果横位置は、車両Ｍの縦位置が設定縦位置に一致したときの車両Ｍの横位置である必要はない。検出値取得部１６は、一定周期毎に車両位置認識部１１が認識する車両Ｍの横位置のうち、車両Ｍの縦位置が設定縦位置に最も近いときの横位置を、当該設定縦位置に関連付けられた車両Ｍの制御結果車速として取得することができる。

具体的に、検出値取得部１６は、図３に示す走行車線Ｌにおいて、設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４毎に、実際に車両Ｍが走行した制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４を取得する。制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４は、走行計画における目標横位置Ｔｗ１〜Ｔｗ４と比較可能なデータとして取得される。設定縦位置Ｇ１〜Ｇ４に関連付けられた制御結果横位置Ｐｗ１〜Ｐｗ４は、前述したｘｙ直交座標系における座標値として取得される。

評価値算出部１７は、走行計画の評価値を算出する。評価値算出部１７は、走行計画生成部１４の生成した走行計画の制御目標値と検出値取得部１６の取得した制御結果検出値との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。評価値算出部１７は、同じ設定縦位置に関連付けられた制御目標値と制御結果検出値とを比較する。評価値算出部１７は、検出値取得部１６が所定の数の設定縦位置の制御結果検出値を新たに取得する度に、これらの設定縦位置に関連付けられた制御目標値と制御結果検出値との比較結果に基づいて走行計画の評価値を算出する。所定の数は一つであってもよく複数であってもよい。評価値算出部１７は、設定縦位置毎に制御目標値及び制御結果検出値の比較を行い、これらの比較結果に基づいて走行計画の評価値を算出する。

なお、評価値算出部１７は、所定時間（例えば１０分）毎に走行計画の評価値を算出してもよい。この場合、評価値算出部１７は、所定時間以内に取得した制御結果検出値を用いて、制御目標値と制御結果検出値との比較結果から、走行計画の評価値を算出する。また、評価値算出部１７は、ＥＣＵ１０の内部タイマーに基づいて、走行計画の評価値の算出の開始時刻及び／又は完了時刻を認識している。

評価値算出部１７は、制御目標値と制御結果検出値との比較として、目標車速と制御結果車速との比較を行ってもよい。地図データベース４に記憶された地図情報に含まれない一時停止線が車両Ｍの前方に存在した場合、一時停止線を検出した車両Ｍは減速することから、地図情報に依存する走行計画の目標車速と実際の道路環境に応じた自動運転制御による制御結果車速は異なる値となる。評価値算出部１７は、目標車速と制御結果車速との比較結果として、目標車速と制御結果車速との差分を用いる。評価値算出部１７は、設定縦位置毎に目標車速と制御結果車速との差分（絶対値）を算出する。評価値算出部１７は、設定縦位置毎の上記差分の平均値が大きいほど、走行計画の評価値を小さい値として算出する。評価値算出部１７は、設定縦位置毎の上記差分の平均値の逆数を走行計画の評価値として算出してもよい。なお、評価値算出部１７は、上記差分の平均値に代えて、上記差分の中央値、総和、最大値、又は最小値を用いてもよい。評価値算出部１７は、目標車速と制御結果車速との比較結果から算出した車速に関する走行計画の評価値を算出する。

評価値算出部１７は、制御目標値と制御結果検出値との比較として、目標横位置と制御結果横位置との比較を行ってもよい。図３を参照した目標横位置と制御結果横位置との比較については、前述したため説明を省略する。評価値算出部１７は、目標横位置と制御結果横位置との比較結果から算出した横位置に関する走行計画の評価値を算出する。

中断要否判定部１８は、評価値算出部１７により走行計画の評価値が算出された場合、評価閾値を設定する。評価閾値は、自動運転制御の中断の要否の判定に用いられる閾値である。中断要否判定部１８は、評価値算出部１７による走行計画の評価値の算出時における車両Ｍの地図上の位置に基づいて、評価閾値を設定する。走行計画の評価値の算出時とは、評価値算出部１７が走行計画の評価値の算出を開始した開始時刻である。走行計画の評価値の算出時は、評価値算出部１７が走行計画の評価値の算出を完了した完了時刻であってもよい。車両Ｍの地図上の位置とは、地図データベース４の地図情報における車両Ｍの位置である。

中断要否判定部１８は、車両Ｍの地図上の位置が市街地に位置するか郊外に位置するかを判定する。地図情報には、市街地であるか郊外であるかを示すデータが含まれている。中断要否判定部１８は、郊外と比べて市街地の方が自動運転制御に関して高い地図情報の精度が求められることから、市街地と判定した場合の評価閾値を郊外と判定した場合の評価閾値と比べて高く設定する。すなわち、中断要否判定部１８は、市街地と判定した場合の評価閾値を郊外と判定した場合の評価閾値と比べて、自動運転制御が中断しやすくなるように設定する。

また、中断要否判定部１８は、車両Ｍの地図上の位置に基づいて、車両Ｍが一般道路に位置するか自動車専用道路に位置するかを判定してもよい。地図情報において、道路毎に自動車専用道路であるか否かを示すデータが含まれている。ここでは、自動車専用道路ではない道路を一般道路とする。中断要否判定部１８は、自動車専用道路と比べて一般道路の方が自動運転制御に関して高い地図情報の精度が求められることから、一般道路と判定した場合の評価閾値を自動車専用道路と判定した場合の評価閾値と比べて高く設定する。すなわち、中断要否判定部１８は、一般道路と判定した場合の評価閾値を自動車専用道路と判定した場合の評価閾値と比べて、自動運転制御が中断しやすくなるように設定する。

なお、中断要否判定部１８は、車両Ｍの地図上の位置に基づいて、車両Ｍが私道に位置するか否かを判定してもよい。この場合、地図情報には、道路毎に私道であるか否かを示すデータが含まれている。中断要否判定部１８は、一般道路よりも道路幅が狭い場合が多い私道においては一般道路と比べて自動運転制御に関して高い地図情報の精度が求められることから、私道と判定した場合の評価閾値を一般道路と判定した場合の評価閾値と比べて高く設定する。中断要否判定部１８は、私道と判定した場合の評価閾値を一般道路と判定した場合の評価閾値と比べて、自動運転制御が中断しやすくなるように設定する。

また、中断要否判定部１８は、車両Ｍの地図上の位置に基づいて、車速に関する評価閾値と横位置に関する評価閾値をそれぞれ設定する。

中断要否判定部１８は、走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定する。中断要否判定部１８は、評価値算出部１７が走行計画の評価値を算出した場合に、自動運転制御の中断の要否を判定する。中断要否判定部１８は、走行計画の評価値が評価閾値未満である場合、自動運転制御の中断が必要であると判定する。中断要否判定部１８は、走行計画の評価値が評価閾値未満ではない場合、自動運転制御の中断が不要であると判定する。

また、中断要否判定部１８は、車両Ｍの周囲に自動運転制御に影響を及ぼす動的障害物が存在する場合には、適切に自動運転制御の中断の要否を判定できないことから、自動運転制御の中断の要否を判定しなくてもよい。動的障害物とは、自転車、歩行者、動物、他車両等である。中断要否判定部１８は、道路環境認識部１２の認識した車両Ｍの周辺の道路環境に基づいて、走行計画における車両Ｍの目標の軌跡（互いに関連付けられた設定縦位置及び目標横位置から特定される位置を通る軌跡）から所定距離内（例えば１ｍ以内）に、動的障害物が存在するか否かを判定する。中断要否判定部１８は、車両Ｍの目標軌跡から所定距離内に動的障害物が存在すると判定した場合、自動運転制御の中断の要否を判定しなくてもよい。なお、中断要否判定部１８は、車両Ｍの前方に動的障害物が存在すると判定した場合に、自動運転制御の中断の要否を判定しない態様としてもよい。

情報提供部１９は、中断要否判定部１８により自動運転制御の中断が必要であると判定された場合、車両Ｍの乗員（例えば運転者）及び車両Ｍの周辺の他車両に対して、自動運転制御の中断情報を提供する。情報提供部１９は、ＨＭＩ８に対して制御信号を送信することにより、ＨＭＩ８を介して車両Ｍの乗員に対する情報提供を行う。情報提供部１９は、ＨＭＩ８のディスプレイからの画像情報の送信又はＨＭＩ８のスピーカからの音声送信によって車両Ｍの乗員に情報提供を行う。情報提供部１９は、ディスプレイからの画像情報の送信又はスピーカからの音声送信と組み合わせて、座席のシート等に設けられた振動部による振動を送信してもよい。また、情報提供部１９は、運転者に対して手動運転を開始させるための情報提供を行う。

情報提供部１９は、通信部７を介した車々間通信により、車両Ｍの周辺の他車両に対して自動運転制御の中断情報を提供してもよい。また、情報提供部１９は、車両Ｍの走行状態の情報を含めて自動運転制御の中断情報を車両Ｍの周辺の他車両に提供してもよい。情報提供部１９は、車両Ｍの窓ガラス（フロントガラス、サイドガラス、リアガラス）に対して文字又は画像を投影表示することで、周辺の他車両に対して自動運転制御の中断情報を提供してもよい。この場合、車両Ｍは、窓ガラスに文字又は画像を投影表示するための投影表示装置を備えている。情報提供部１９は、周知の技術により、上述した投影表示を実現することができる。このような投影表示の技術については、米国特許ＵＳ２０１２／００８９２７３号公報を参照することができる。

なお、情報提供部１９は、車両Ｍの乗員及び車両Ｍの周辺の他車両の何れか一方に対してのみ、自動運転制御の中断情報を提供してもよい。

〈本実施形態に係る自動運転システムの走行計画生成処理〉
以下、本実施形態に係る自動運転システム１００の走行計画生成処理について、図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）は、走行計画生成処理を示すフローチャートである。図４（ａ）に示すフローチャートは、運転者による自動運転制御の開始操作が行われた場合に実行される。

図４（ａ）に示すように、Ｓ１０において、自動運転システム１００は、車両位置認識部１１により車両Ｍの位置を認識する。車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両Ｍの地図上の位置を認識する。車両位置認識部１１は、外部センサ２の検出結果を利用してＳＬＡＭ技術により車両の位置を認識してもよい。

次に、Ｓ１１において、自動運転システム１００は、走行計画生成部１４により走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの位置と、ナビゲーションシステム５により予め設定された目標ルートＲとに基づいて、車両Ｍを目標ルートＲに沿って走行させるための走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、車両Ｍが現在位置から目的地Ｅに至る走行計画を生成する。

自動運転システム１００は、地図情報に基づいて走行計画を生成した場合、今回の走行計画生成処理を終了する。その後、自動運転システム１００は、運転者が目標ルートＲを変更した場合、再び走行計画生成処理を開始する。

〈本実施形態に係る自動運転システムの自動運転制御〉
次に、本実施形態に係る自動運転システム１００の自動運転制御について、図４（ｂ）を参照して説明する。図４（ｂ）は、自動運転制御を示すフローチャートである。図４（ｂ）に示すフローチャートは、運転者による自動運転制御の開始操作が行われて走行計画が生成された場合に実行される。

図４（ｂ）に示すように、Ｓ２０において、自動運転システム１００は、車両位置認識部１１により車両Ｍの位置を認識する。車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両Ｍの位置を認識する。車両位置認識部１１は、ＳＬＡＭ技術により車両Ｍの位置を認識してもよい。なお、車両位置認識部１１は、車速センサの車速情報及びヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両Ｍの車速の変化の履歴及び車両Ｍの向きの変化の履歴から車両Ｍの位置を推定してもよい。

また、Ｓ２０において、自動運転システム１００は、道路環境認識部１２により車両Ｍの周辺の道路環境を認識する。道路環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、走行車線の白線の位置、車両Ｍの周辺の道路環境を認識する。更に、Ｓ２０において、自動運転システム１００は、走行状態認識部１３により車両Ｍの走行状態を認識する。走行状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて車両Ｍの車速を認識すると共に、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて車両Ｍの向きを認識する。

次に、Ｓ２１において、自動運転システム１００は、走行計画生成部１４により短期走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、車両Ｍの位置、車両Ｍの周辺の道路環境、車両Ｍの走行状態、及び走行計画に基づいて、短期走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、実際の道路環境に対応する短期走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、外部センサ２の検出範囲を車両Ｍが走行する計画として短期走行計画を生成する。

続いて、Ｓ２２において、自動運転システム１００は、走行制御部１５により車両Ｍの自動運転制御を実施する。走行制御部１５は、短期走行計画に基づいて、実際の道路環境に応じて車両Ｍを走行させる自動運転制御を実施する。走行制御部１５は、指令制御値によってアクチュエータ６の出力をコントロールすることで車両Ｍの自動運転制御を実施する。

その後、自動運転システム１００は、車両Ｍが自動運転制御中である場合、再びＳ２０から処理を繰り返す。

〈本実施形態に係る自動運転システムの制御結果検出値の取得処理〉
続いて、本実施形態に係る自動運転システム１００の制御結果検出値の取得処理について説明する。図５は、制御結果検出値の取得処理を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、車両Ｍが自動運転制御を開始した場合に実行される。

図５に示すように、Ｓ３０において、自動運転システム１００は、検出値取得部１６により制御結果検出値を取得する。検出値取得部１６は、目標ルートＲ上の設定縦位置と関連付けて制御結果検出値を取得する。検出値取得部１６は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの縦位置と車速センサの車速情報とに基づいて、設定縦位置毎に関連付けられた車両Ｍの制御結果車速を取得する。検出値取得部１６は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの縦位置及び車両Ｍの横位置に基づいて、設定縦位置毎に関連付けられた車両Ｍの制御結果横位置を取得する。

検出値取得部１６は、車両Ｍの縦位置が設定縦位置に至った場合に制御結果検出値を取得する。検出値取得部１６は、車両Ｍの過去の位置（縦位置及び横位置）のデータ及び車両Ｍの過去の車速のデータ（縦位置と関連付けられた車速のデータ）から、複数の設定縦位置の制御結果検出値をまとめて取得してもよい。

〈本実施形態に係る自動運転システムの中断要否判定処理〉
以下、本実施形態に係る自動運転システム１００の中断要否判定処理について説明する。図６は、中断要否判定処理を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、図５に示す制御結果目標値の取得処理によって所定の数の制御結果目標値が新しく取得された場合に開始される。

図６に示すように、Ｓ４０において、自動運転システム１００は、評価値算出部１７により走行計画の評価値の算出を行う。評価値算出部１７は、走行計画生成部１４の生成した走行計画の制御目標値と検出値取得部１６の取得した制御結果検出値との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。評価値算出部１７は、設定縦位置毎の制御目標値と制御結果検出値との差分に基づいて、走行計画の評価値を算出する。

次に、Ｓ４１において、自動運転システム１００は、中断要否判定部１８により評価閾値を設定する。中断要否判定部１８は、評価値算出部１７による走行計画の評価値の算出時における車両Ｍの地図上の位置に基づいて、評価閾値を設定する。

続いて、Ｓ４２において、自動運転システム１００は、中断要否判定部１８により自動運転制御の中断の要否を判定する。中断要否判定部１８は、走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定する。自動運転システム１００は、自動運転制御の中断が不要であると判定された場合、今回の中断要否判定処理を終了する。自動運転システム１００は、自動運転制御の中断が必要であると判定された場合、Ｓ４３に移行する。

Ｓ４３において、自動運転システム１００は、走行制御部１５による自動運転制御の中断及び情報提供部１９による自動運転制御の中断情報を情報提供する。走行制御部１５は、アクチュエータ６に対する指令制御値の制御を停止することで、自動運転制御を中断する。情報提供部１９は、車両Ｍの乗員及び車両Ｍの周辺の他車両に対して、自動運転制御の中断情報を提供する。情報提供部１９は、ＨＭＩ８を介して車両Ｍの乗員に対する情報提供を行う。情報提供部１９は、通信部７を介した車々間通信により、車両Ｍの周辺の他車両に対して自動運転制御の中断情報を提供する。その後、自動運転システム１００は、今回の中断要否判定処理を終了する。

〈本実施形態に係る自動運転システムの作用効果〉
以上説明した本実施形態に係る自動運転システム１００によれば、地図情報と実際の道路環境とが異なっている場合、地図情報に依存する走行計画の制御目標値と実際の道路環境に応じた自動運転制御による制御結果検出値との違いが生じることから、制御目標値と制御結果検出値との比較結果から算出された走行計画の評価値と評価閾値とに基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定することができる。また、この自動運転システム１００では、自動運転制御の中断が必要であると判定した場合、車両Ｍの乗員又は車両Ｍの周辺の他車両に対して、自動運転制御の中断情報を提供する。従って、この自動運転システムによれば、車両Ｍの乗員又は周辺の他車両に対して、地図情報に起因する自動運転制御の中断情報を提供することができる。更に、この自動運転システム１００によれば、地図情報に誤りが存在したとしても、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値に十分な違いが生じない場合には自動運転制御を中断しないので、不要な自動運転制御の中断を行うことを避けることができる。

また、この自動運転システム１００では、走行計画の評価値の算出時における車両Ｍの地図上の位置に基づいて評価閾値を設定している。従って、この自動運転システム１００では、市街地の方が郊外よりも自動運転制御のために求められる地図情報の精度が高いことから、走行計画の評価値の算出時における車両Ｍの地図上の位置に基づいて評価閾値を設定することで、車両Ｍの地図上の位置に応じて自動運転制御の中断の要否を適切に判定することができる。

以上、本発明の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られない。本発明は、上述した実施形態に対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。

［制御目標値及び制御結果目標値の変形例］
走行計画の制御目標値は、必ずしも目標横位置及び目標車速の両方を含む必要はない。走行計画生成部１４は、目標横位置及び目標車速の何れか一方のみを含む走行計画を生成してもよい。この場合、検出値取得部１６は、制御結果横位置及び制御結果車速のうち、走行計画に含まれる目標横位置及び目標車速の一方に対応する制御結果目標値のみを取得すればよい。

また、走行計画生成部１４は、車両Ｍの目標横位置に代えて車両Ｍの目標舵角を用いてもよい。目標舵角とは、自動運転制御における車両Ｍの舵角の目標値である。なお、舵角に代えて操舵トルク、ヨー角、又はヨーレートを用いてもよい。また、走行計画生成部１４は、車両Ｍの目標車速に代えて車両Ｍの目標加速度を用いてもよい。目標加速度とは、自動運転制御における車両Ｍの加速度の目標値である。

この場合、検出値取得部１６は、目標舵角に対応する制御結果検出値として制御結果舵角を取得する。制御結果舵角は、設定縦位置において検出された自動運転制御中の車両Ｍの舵角である。制御結果舵角は、車両Ｍの舵角センサにより検出される。また、検出値取得部１６は、目標加速度に対応する制御結果検出値として制御結果加速度を取得する。制御結果加速度は、設定縦位置において検出された自動運転制御中の車両Ｍの加速度（減速度）である。制御結果加速度は、車両Ｍの加速度センサにより検出される。

［制御目標値及び制御結果検出値の比較結果の変形例］
評価値算出部１７は、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値との比較結果として、必ずしも制御目標値と制御結果検出値との差分を用いる必要はない。評価値算出部１７は、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値との比較結果として、制御目標値と制御結果検出値との比を用いてもよい。このように、制御目標値と制御結果検出値との比を用いることにより、比較結果を無次元量とすることができる。この場合において、制御目標値と制御結果検出値との比を走行計画の評価値として採用すると、評価値を無次元量とすることができる。すなわち、単位の異なる車速と横位置について、それぞれ無次元量の評価値を算出することができる。これにより、中断要否判定部１８が用いる評価閾値も無次元量とすることができ、車速（単位ｋｍ／ｈ）に関する評価閾値と横位置（単位ｍ）に関する評価閾値をそれぞれ設定することなく、同じ評価閾値を採用することができる。

［走行計画の生成の変形例］
地図情報には、車線幅方向において車線の左右の白線から等間隔の中央位置を結ぶ仮想線である車線中央線に関する情報が含まれていてもよい。この場合、走行計画生成部１４は、地図情報に含まれる車線中央線に関する情報に基づいて、車両Ｍが車線中央線上を走行する走行計画を生成することができる。このように、仮想線な車線中央線に関する情報を事前に用意しておくことで、走行計画生成部１４は、地図情報の白線又は縁石の位置情報から車線の中央位置を計算する必要がなくなり、計算不可を軽減することができる。また、地図情報には、車両Ｍの過去の走行軌跡に関する情報が含まれていてもよい。この場合、走行計画生成部１４は、地図情報に含まれる車両Ｍの過去の走行軌跡に関する情報に基づいて走行計画を生成することができる。

［評価閾値の設定の変形例］
中断要否判定部１８は、走行計画の評価値の算出時における車両Ｍの地図上の位置ではなく、走行計画の評価値の算出時刻に基づいて、評価閾値を設定してもよい。走行計画の評価値の算出時刻とは、評価値算出部１７が走行計画の評価値の算出を開始した時刻である。走行計画の評価値の算出時刻は、評価値算出部１７が走行計画の評価値の算出を完了した時刻であってもよい。

中断要否判定部１８は、走行計画の評価値の算出時刻が夜の時間であるか昼の時間であるかを判定する。中断要否判定部１８は、昼と比べて夜の方がカメラの撮像画像を用いた白線認識等の精度が低下して地図情報の更新要否の判定の信頼性が低下する可能性があることから、算出時刻が夜の時間であると判定した場合の評価閾値を昼の時間であると判定した場合の評価閾値と比べて低く設定する。すなわち、中断要否判定部１８は、夜の時間であると判定した場合の評価閾値を昼の時間であると判定した場合の評価閾値と比べて、自動運転制御の中断が必要と判定しにくいように設定する。

また、中断要否判定部１８は、走行計画の評価値の算出時刻が日没の時間であるか否かを判定してもよい。中断要否判定部１８は、日没の時間である場合には夕日によって白線認識等の精度が低下するおそれがあることから、算出時刻が日没の時間であると判定した場合の評価閾値を算出時刻が夜の時間であると判定した場合の評価閾値と比べて低く設定してもよい。すなわち、中断要否判定部１８は、日没の時間であると判定した場合の評価閾値を夜の時間であると判定した場合の評価閾値と比べて、自動運転制御の中断が必要と判定しにくいように設定する。

この変形例に係る自動運転システム１００によれば、昼と比べて夜の方がカメラの撮像画像を用いた白線認識等の精度が低下して中断の要否の判定の信頼性に影響が生じることから、走行計画の評価値の算出時刻に基づいて評価閾値を設定することで、算出時刻に応じて自動運転制御の中断の要否を適切に判定することができる。

なお、中断要否判定部１８は、車両Ｍがカメラの撮像画像よりもレーダセンサによる検出結果を重視する仕様である場合等には昼の方が日光によりレーダセンサの検出精度が低下するおそれがあることから、走行計画の評価値の算出時刻が昼の時間であると判定した場合の評価閾値を夜の時間であると判定した場合の評価閾値と比べて低く設定してもよい。また、中断要否判定部１８は、走行計画の評価値の算出時における車両Ｍの地図上の位置と走行計画の評価値の算出時刻の両方に基づいて評価閾値を設定してもよい。また、中断要否判定部１８は、必ずしも車両Ｍの地図上の位置又は算出時刻に基づいて評価閾値を設定する必要はなく、予め設定された一定の値の評価閾値を採用してもよい。

［走行計画の評価値の算出及び中断要否の判定の変形例］
評価値算出部１７は、必ずしも、走行計画の制御目標値と自動運転制御による制御結果検出値とが一致するほど大きな値として算出する必要はなく、制御目標値と制御結果検出値とが一致するほど小さな値として算出してもよい。この場合、中断要否判定部１８は、走行計画の評価値が評価閾値以上である場合に、自動運転制御の中断が必要と判定する。中断要否判定部１８は、走行計画の評価値が評価閾値未満である場合に、自動運転制御の中断が不要と判定する。

［地図情報の更新要否の判定の変形例］
本実施形態に係る評価値算出部１７は、車速に関する走行計画の評価値と横位置に関する走行計画の評価値の両方又は一方に対して重み付け（所定の重み付け係数の乗算）を行い、その合計を走行計画の評価値として算出してもよい。なお、評価値算出部１７は、車速に関する走行計画の評価値と横位置に関する走行計画の評価値の両方又は一方に対して規格化（所定の規格化係数の除算）を行い、その合計を走行計画の評価値として算出してもよい。

［自動運転制御の変形例］
本発明における自動運転制御は、必ずしも車両Ｍの車速と横位置の両方について、走行計画に基づいた制御がなされるものである必要はない。自動運転制御は、ＡＣＣと、走行計画に基づく車両Ｍの自動横位置調整を組み合わせた制御であってもよい。ＡＣＣの制御内容は上記実施形態で説明済みのため説明を省略する。ＡＣＣを用いる場合には、車両Ｍの車速（又は加速度）に関する走行計画（地図情報に依存する走行計画）は生成されない。自動横位置調整とは、目標ルートＲ上の設定縦位置毎に設定された車両Ｍの横位置（目標横位置）を含む走行計画（地図情報に依存する走行計画）に基づいて、車両Ｍの横位置を調整する制御である。この場合、自動運転システム１００は、走行計画の目標横位置と制御検出結果の制御結果横位置との比較結果に基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定する。

また、自動運転制御には、センサ結果に依存する操舵支援と、走行計画に基づく車両Ｍの自動車速調整を組み合わせた制御であってもよい。操舵支援の制御内容は上記実施形態で説明済みのため説明を省略する。操舵支援を用いる場合には、車両Ｍの横位置（又は舵角等）に関する走行計画（地図情報に依存する走行計画）は生成されない。自動車速調整とは、目標ルートＲ上の設定縦位置毎に設定された車両Ｍの車速（目標車速）を含む走行計画に基づいて、車両Ｍの車速を調整する制御である。この場合、自動運転システム１００は、走行計画の目標車速と制御検出結果の制御結果車速との比較結果に基づいて、自動運転制御の中断の要否を判定する。

［短期走行計画の短期制御目標値を用いた参考例］
自動運転システム１００は、自動運転制御による制御結果目標値に代えて、短期走行計画の短期制御目標値を用いて、走行計画の評価値を算出してもよい。この場合、評価値算出部１７は、地図情報に依存する走行計画の制御目標値と実際の道路環境に対応する短期走行計画の短期制御目標値との比較結果に基づいて、走行計画の評価値を算出する。評価値算出部１７は、走行計画の制御目標値と短期走行計画の短期制御目標値とが一致しているほど、走行計画の評価値を大きい値として算出する。走行計画の制御目標値と短期走行計画の短期制御目標値との比較結果は、走行計画の制御目標値と短期走行計画の短期制御目標値との差分であってもよく、走行計画の制御目標値と短期走行計画の短期制御目標値との比であってもよい。

自動運転システム１００は、地図情報の道路と実際の道路環境とが異なっている場合、地図情報に依存する走行計画の制御目標値と実際の道路環境に応じた短期走行計画の短期制御目標値との違いが生じることから、制御目標値と短期制御目標値との比較結果から算出された走行計画の評価値を利用して、自動運転制御の中断の要否を判定することができる。

この参考例に係る自動運転システム１００によれば、車両Ｍが設定縦位置に到達しなくても当該設定縦位置に関連付けられた短期制御目標値を取得できることから、自動運転制御による制御結果目標値を用いる場合と比べて、早期に走行計画の評価値を行うことができ、自動運転制御の中断の要否を早期に判定することができる。

１…ＧＰＳ受信部（位置測定部）、２…外部センサ、３…内部センサ、４…地図データベース、５…ナビゲーションシステム、６…アクチュエータ、７…通信部、８…ＨＭＩ、１１…車両位置認識部、１２…道路環境認識部、１３…走行状態認識部、１４…走行計画生成部、１５…走行制御部、１６…検出値取得部、１７…評価値算出部、１８…中断要否判定部、１９…情報提供部、１００…自動運転システム、ｄ２〜ｄ４…差分、Ｅ…目的地、Ｇ１〜Ｇ４…設定縦位置、Ｌ…走行車線、Ｍ…車両、Ｐｗ１〜Ｐｗ４…制御結果横位置、Ｒ…目標ルート、Ｔｗ１〜Ｔｗ４…目標横位置、Ｗａ，Ｗｂ…白線、ＷＴａ…道路工事前の白線。

Claims (2)

1. 車両の自動運転制御を行う自動運転システムであって、
   地図情報を記憶した地図データベースと、
   予め設定された前記車両の目標ルートと前記地図情報とに基づいて、前記目標ルート上の位置に応じた前記車両の制御目標値を含む前記車両の走行計画を生成する走行計画生成部と、
   前記車両の位置測定部の測定結果に基づいて、前記車両の位置を認識する車両位置認識部と、
   前記車両の外部センサの検出結果に基づいて、前記車両の周辺の道路環境を認識する道路環境認識部と、
   前記車両の内部センサの検出結果に基づいて、前記車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、
   前記走行計画、前記車両の位置、前記車両の周辺の道路環境、及び前記車両の走行状態に基づいて、前記車両の自動運転制御を行う走行制御部と、
   前記車両の自動運転制御による制御結果検出値を前記目標ルート上の位置と関連付けて取得する検出値取得部と、
   前記制御目標値と前記制御結果検出値との比較結果に基づいて、前記走行計画の評価値を算出する評価値算出部と、
   前記走行計画の前記評価値と評価閾値とに基づいて、前記自動運転制御の中断の要否を判定する中断要否判定部と、
   前記中断要否判定部により前記自動運転制御の中断が必要と判定された場合に、前記車両の乗員又は前記車両の周辺の他車両に対して、前記自動運転制御の中断情報を提供する情報提供部と、
   を備える、自動運転システム。
2. 前記中断要否判定部は、前記走行計画の評価値の算出時における前記車両の地図上の位置、又は、前記走行計画の評価値の算出時刻に基づいて、前記評価閾値を設定する、請求項１に記載の自動運転システム。

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