JP2017100608A - Automatic driving system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の自動運転システムに関する。 The present invention relates to an automatic driving system for a vehicle.
運転者の積極的な操作を要することなく、車両を自動的に走行させる、いわゆる、自動運転技術が脚光を浴びている。自動運転では、車両内外の状態を検知するセンサと、その検知結果を用いた総合的な駆動処理によって快適な走行を実現できる。 The so-called automatic driving technology that automatically drives the vehicle without requiring the driver's active operation is in the spotlight. In automatic driving, comfortable driving can be realized by a sensor that detects the state inside and outside the vehicle and a comprehensive driving process using the detection result.
車両に搭載されるカーナビゲーション装置、GPS受信機、車両間で通信を行う車車間通信機、車両と路側に設置された機器との間で通信を行う路車間通信機、レーダ、カメラなどを用いて自車両の周辺に存在する周辺車両の状態を検出し、検出された周辺車両の状態に基づいて、当該周辺車両により自車両が交通事故に遭遇する危険度を予測し、予測された危険度を自車両の運転者に報知する技術が開示されている(特許文献1参照)。 Car navigation devices mounted on vehicles, GPS receivers, vehicle-to-vehicle communication devices that communicate between vehicles, road-to-vehicle communication devices that communicate between vehicles and equipment installed on the roadside, radars, cameras, etc. The state of surrounding vehicles existing in the vicinity of the own vehicle is detected, and based on the detected state of the surrounding vehicle, the degree of risk that the surrounding vehicle will encounter a traffic accident is predicted by the surrounding vehicle, and the predicted degree of risk Has been disclosed (see Patent Document 1).
特許文献1では、「運転介入」という形で、自動運転に近い制御を行っている。しかし、自車両の状態と、周辺車両の状態とから、周辺車両に注意すべきか否かを判定しているのみで、それ以外の、自車両の周辺の状態を判定に用いていない。また、注意度レベルも、周辺車両に対して設定され、その他の状況については設定されていない。よって、自車両の周囲の状態を十分把握しているとはいえない。
In
上記課題を背景として、本発明は、車両の周囲の状態を適切に把握し、より安全な自動運転が可能な自動運転システムを提供することを目的とする。 Against the background of the above problems, an object of the present invention is to provide an automatic driving system capable of appropriately grasping the surrounding state of a vehicle and capable of safer automatic driving.
上記課題を解決するための自動運転システムは、車両の走行状況を取得する走行状況取得部と、車両の現在位置周辺の、所定のエリア内の道路状況を含むエリア情報を取得するエリア情報取得部と、他車両の存在の有無を含む、車両の周囲の状況を取得する周囲状況取得部と、走行状況、エリア情報、および周囲の状況に基づいて、車両の周囲の危険度を設定する危険度設定部と、危険度に基づいて、運転者による車両の運転操作の代わりに、該車両の走行を制御する自動運転制御を実行する制御部と、を備える。 An automatic driving system for solving the above problems includes a traveling state acquisition unit that acquires a traveling state of a vehicle, and an area information acquisition unit that acquires area information including road conditions in a predetermined area around the current position of the vehicle. And a surrounding situation acquisition unit that obtains the surrounding situation of the vehicle including the presence or absence of other vehicles, and a risk that sets the danger level around the vehicle based on the driving situation, area information, and surrounding situation A setting unit, and a control unit that executes automatic driving control for controlling traveling of the vehicle based on the degree of risk, instead of driving the vehicle by the driver.
上記構成によって、周囲状況、走行状況以外の要件(すなわち、エリア情報)を反映することで、周辺車両のみではなく、車両の周囲に、より適切な危険度を設定できる。これにより、車両の周囲の状態を十分把握でき、より安全な走行経路を選択して自動運転することができる。 With the above configuration, by reflecting requirements (that is, area information) other than the surrounding situation and the running situation, it is possible to set a more appropriate risk level not only in the surrounding vehicle but also around the vehicle. As a result, the state around the vehicle can be sufficiently grasped, and a safer driving route can be selected and automatic driving can be performed.
図1のように、自動運転システム1は、車両10に搭載された運転制御装置100、および、運転制御装置100に接続されたセンサ群200、周囲状況検出部210、カーナビゲーション装置(以下、「カーナビ」と略称)220、通信装置230、アクチュエータ群300、操作パネル400、ディスプレイ500を含む。
As shown in FIG. 1, the
図2のように、運転制御装置100は、周知のCPUや周辺回路を含む制御部111、制御プログラムおよび制御に必要なデータを記憶するメモリ112、センサ群200、周囲状況検出部210、カーナビ220、通信装置230、操作パネル400から入力された信号を、制御部111で処理可能な状態にする入力回路113、アクチュエータ群300、ディスプレイ500の駆動制御を行うドライバ回路114を備えた電子制御ユニット(ECU)である。制御部111がメモリ112に記憶された制御プログラムを実行することで、自動運転システムの機能を実現する。
As shown in FIG. 2, the
制御部111が、本発明の危険度設定部、制御部である。また、入力回路113が、本発明の走行状況取得部、エリア情報取得部、周囲状況取得部、日時情報取得部、交通状況取得部、天候情報取得部である。
The
図1に戻り、センサ群200は、以下のうちの少なくとも一つを含み、車両10の走行状況を検出する。
・車両10の速度を検出する、例えば、周知の車輪速センサを含む車速センサ201。
・アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ202。
・ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ203。
・操舵角を検出する操舵角センサ204。
・シフトレバーの位置(以下、「シフト位置」と略称)を検出するシフトポジションセンサ205。
・各車輪の空気圧を検出する空気圧センサ206。
Returning to FIG. 1, the
A
An
A
A
A shift position sensor 205 that detects the position of the shift lever (hereinafter abbreviated as “shift position”).
An
周囲状況検出部210は、以下のうちの少なくとも一つを含み、車両10の周囲の状況を検出する。
・車両10の前方画像(あるいは後方画像)を取得する前方カメラ212a(あるいは後方カメラ212b)。
・車両10の前方車両(あるいは後方車両)の有無や速度を検出する前方レーザレーダ214a(あるいは後方レーザレーダ214b)。
The surrounding
A
A
運転制御装置100は、これらのセンサ群200および周囲状況検出部210を用いて、車両10の走行状態や運転操作に関する情報、車両10の周辺の交通状況や他車両に関する情報を取得する。
The
アクチュエータ群300は、以下のうちの少なくとも一つを含む。
・スロットルの開度を調節することでエンジンの出力を調節するスロットルアクチュエータ302。
・ブレーキパッドをブレーキ面に押し付けることで車両10を減速(あるいは停止)させるブレーキアクチュエータ304。
・車両10の進行方向(すなわち、操舵角)を変更するためのステアリングアクチュエータ306。
The
A
A
A
運転制御装置100は、カーナビ220から得られた地図情報に基づいて、車両10が走行している現在位置を含む所定のエリアに関する情報(例えば、住宅地、市街地、商業地)や、道路状況に関する情報(例えば、一般道、高速道路、直線路、曲線路、トンネル、橋、車線数、幅員)を取得する。これら取得する情報をエリア情報と総称する。エリア情報に車両10の現在位置を含めてもよい。
Based on the map information obtained from the
上述の構成が、「道路状況は、道路の種別、幅員、車線数のうちの少なくとも一つを含む」ものに相当する。本構成によって、例えば、一般道と高速道路といったような、道路の状況を反映することで、より適切な危険度を設定できる。 The above-described configuration corresponds to “the road condition includes at least one of the road type, the width, and the number of lanes”. With this configuration, it is possible to set a more appropriate risk level by reflecting road conditions such as general roads and highways.
さらに、運転制御装置100は、通信装置230を用いて車車間通信を行うことで、他車両の走行状態に関する情報を取得する。また、通信装置230を用いて路車間通信を行うことで、信号機の有無や、信号機の表示内容に関する情報を取得する。通信装置230を、公衆通信網に接続可能な構成として、周知のWebサーバから各種情報を取得してもよい。
Furthermore, the
運転制御装置100は、上述した各種のセンサ等(200〜230)から得られた各種情報に基づき、アクチュエータ群300の動作を制御することで、車両10を自動で運転する処理を行う。自動運転の詳細については、例えば、特開2015−089801号公報に記載されている。
The
操作パネル400には、車両10の「運転方法」を、「手動運転」または「自動運転」の何れかに設定するための手動/自動切り換えSW402(図2参照)が設けられており、この手動/自動切り換えSW402は車両10の運転者によって操作される。運転制御装置100は、手動運転から自動運転に切り替えられたことを検出すると、車両10を自動で運転する処理を開始する。また、ディスプレイ500は、運転時の運転操作の制御状況を表示する。
The
図3に、メモリ112に記憶された制御プログラムに含まれ、制御部111が所定のタイミングで実行する危険度設定処理を示す。本処理は、手動/自動切り換えSW402が手動運転から自動運転に切り替えられたことを前提に実行される。
FIG. 3 shows a risk setting process included in the control program stored in the
まず、センサ群200から、車両10の走行状況を取得する(S11)。次に、カーナビ220から、エリア情報を取得する(S12)。
First, the traveling state of the
次に、周囲状況検出部210から、車両10の周囲状況を取得する(S13)。周囲状況には、他車両の存在の他に、カメラ(212a、212b)による撮影画像を画像処理して得られる走行中の道路の車線数や幅員を含めてもよい。
Next, the surrounding state of the
次に、メモリ112に記憶されている、現在の危険度マップを読み出す(S14)。現在の危険度マップが記憶されていないときは、別に記憶されているデフォルトの危険度マップを読み出す。
Next, the current risk map stored in the
図4に、デフォルトの危険度マップの例を示す。危険度マップは、車両10の周囲の所定範囲(例えば、数〜数十m)を危険度の設定エリアとする。該設定エリアを、車両10の幅方向をX軸、進行方向をY軸とする座標系で規定する。車両10の幅方向の進行方向左側をX軸の正方向、進行方向の逆方向をY軸の正方向とする。そして、該座標空間を、例えば1m四方のような所定の大きさのメッシュ状に領域分割し、その領域毎に危険度を設定する。危険度は、レベル0〜3の4段階に区分され、危険度が最も高いのはレベル0で、1、2の順に低くなり、最も低いのはレベル3である。
FIG. 4 shows an example of a default risk map. In the risk level map, a predetermined range (for example, several to several tens of meters) around the
上述の構成が、「危険度設定部は、車両の幅方向および進行方向で規定される座標空間を所定の大きさのメッシュ状に領域分割し、分割した領域毎に危険度を予測する」ものに相当する。本構成によって、木目の細かい危険度の設定を行うことができる。 The above-mentioned configuration is “the risk setting unit divides the coordinate space defined by the width direction and the traveling direction of the vehicle into regions of a predetermined mesh size and predicts the risk for each divided region” It corresponds to. With this configuration, it is possible to set a fine risk level.
図4では、車両10が停止中の状態における危険度マップを示している。車両10の後方および後側方は、前方および前側方よりも死角領域が多いので、危険度を高く設定している。車両10の後方直近は、危険度を最も高く設定している。
FIG. 4 shows a risk map when the
図3に戻り、デフォルトの危険度マップに以下のパラメータを反映し、メモリ112に記憶する(S15)。
(走行状況に基づくもの)
・車両10の速度:車速センサ201の検出状態を反映する。速度が速いときは、危険度の設定エリアのうち、車両10の前方の領域を拡大(新たなメッシュを追加)する。また、前方および前側方の危険度を上げる。
・車両10の進行方向:シフトポジションセンサ205の検出状態を反映する。例えば、シフトポジションセンサ205が検出したシフト位置が「D(ドライブ)」にあれば前進、「R(リバース)」にあれば後進と判定。車両10が前進しているときは、車両10の後方の危険度を上げる。また、車両10が後進しているときは、前方の危険度を上げる。つまり、車両10の進行方向と逆方向の危険度を上げる。また、車両10の進行方向の危険度の設定エリアを拡大してもよい。
Returning to FIG. 3, the following parameters are reflected in the default risk map and stored in the memory 112 (S15).
(Based on driving conditions)
The speed of the vehicle 10: Reflects the detection state of the
-Traveling direction of the vehicle 10: Reflects the detection state of the shift position sensor 205. For example, if the shift position detected by the shift position sensor 205 is “D (drive)”, it is determined to be forward, and if it is “R (reverse)”, it is determined to be reverse. When the
上述の構成が、「走行状況は、車両の速度、車両の進行方向のうちの少なくとも一つを含む」ものに相当する。本構成によって、走行状況を反映することで、より適切な危険度を設定できる。 The above-described configuration corresponds to “the traveling state includes at least one of the speed of the vehicle and the traveling direction of the vehicle”. With this configuration, it is possible to set a more appropriate risk level by reflecting the traveling situation.
(道路状況に基づくもの)
・道路の種別:一般道(概ね、最高速度が60km/h以下)と、高速道路あるいは自動車専用道路(「高速道路」と総称)とに区分し、高速道路を走行しているときは、危険度の設定エリアを拡大する。あるいは、車両10の前方および前側方、さらに後方の危険度を上げる。
(周囲状況に基づくもの)
・周囲状況:周囲状況検出部210の検出状態を反映する。車両10の周囲に物体(例えば、他車両や路上障害物)が存在するとき、車両10からその物体に向かう方向を含む領域の危険度を上げる。
(Based on road conditions)
・ Types of roads: It is classified as a general road (generally the maximum speed is 60 km / h or less) and an expressway or a motorway (generally called “highway”). Enlarge the setting area. Alternatively, the degree of risk is increased at the front and front sides of the
(Based on surrounding conditions)
Ambient condition: Reflects the detection state of the ambient
図5に、車両10が一般道を走行しているときの危険度マップの例を示す。また、図6に、車両10が高速道路を走行しているときの危険度マップの例を示す。図5の例では、図4と比較すると、車両10の後方直近の危険度を下げている。
FIG. 5 shows an example of a risk map when the
図6では、以下のように危険度を設定している。
・車両10の前方に遅い車両が存在する可能性を考慮して、前方の危険度を上げる。
・車両10の後方から速い車両が接近する可能性を考慮して、後方の危険度を上げる。
・車線を逸脱すると、他車両あるいは構造物(遮音壁、分離帯など)に異常接近する可能性があるので、車両10の側方および後側方の危険度を上げる。
In FIG. 6, the risk level is set as follows.
Considering the possibility that there is a slow vehicle ahead of the
Considering the possibility of a fast vehicle approaching from the rear of the
-If the vehicle deviates from the lane, there is a possibility of abnormally approaching another vehicle or a structure (sound insulation wall, separation zone, etc.).
図3に戻り、以降、取得した各種情報を上述の危険度マップに反映し、メモリ112に記憶する。これら情報は、1つまたは複数を組み合わせて用いる。無論、これら情報を全く用いなくてもよい。
Returning to FIG. 3, the acquired various information is reflected in the above-described risk map and stored in the
日時情報を取得して危険度マップに反映する(S16)。例えば、GPS信号には日時情報が含まれているので、カーナビ220から取得する。例えば、夜間は、昼間に比べて危険度を上げる。危険度は、一律に上げてもよいし、車両10の死角領域および遠方を重点的に上げてもよい。また、カーナビ220あるいはメモリ112等から、予め記憶された、車両10が走行中のエリアの日出・日入の時刻を取得して、昼間/夜間の判別を行ってもよい。通勤時間帯とそれ以外の時間帯とで危険度を設定してもよい。曜日(平日/土休日)によって危険度を設定してもよい。
Date and time information is acquired and reflected in the risk map (S16). For example, since the GPS signal includes date and time information, it is acquired from the
上述の構成が、「所定のエリアの日時情報を取得する日時情報取得部を備え、危険度設定部は、危険度に日時情報を反映する」ものに相当する。本構成によって、曜日あるいは時間帯を反映することで、より適切な危険度を設定できる。 The above-described configuration corresponds to “a date and time information acquisition unit that acquires date and time information of a predetermined area, and the risk level setting unit reflects the date and time information to the risk level”. With this configuration, a more appropriate risk level can be set by reflecting the day of the week or the time zone.
交通状況を取得して危険度マップに反映する(S17)。交通状況は、通信装置230を介した、路車間通信あるいはWebサイトとの通信により取得する。また、交通状況は、少なくとも、車両10が走行している前方のエリアについての渋滞情報を含む。例えば、走行中の道路が渋滞しているときは、車両10の速度によらず、車両10の近傍(例えば、数m以内)の危険度を上げる。前方車両の急な速度変更、側方車両の急な車線変更、後方車両の異常接近に対応するためである。
The traffic situation is acquired and reflected in the risk map (S17). The traffic situation is acquired by road-to-vehicle communication or communication with a website via the
上述の構成が、「所定のエリアの交通状況を取得する交通状況取得部を備え、危険度設定部は、危険度に交通状況を反映する」ものに相当する。本構成によって、渋滞の有無のような交通状況を反映することで、より適切な危険度を設定できる。 The above-described configuration is equivalent to “having a traffic condition acquisition unit that acquires the traffic condition of a predetermined area, and the risk level setting unit reflects the traffic condition in the risk level”. With this configuration, it is possible to set a more appropriate risk level by reflecting traffic conditions such as traffic jams.
天候情報を取得して危険度マップに反映する(S18)。通信装置230を介した、路車間通信あるいはWebサイトとの通信により、少なくとも、車両10が走行している前方のエリアについての天候情報を取得する。例えば、雨、雪、霧、風の状態に応じて、特に、車両10の前方および前側方の危険度を上げる。
Weather information is acquired and reflected in the risk map (S18). Weather information about at least an area in front of which the
上述の構成が、「所定のエリアの天候情報を取得する天候情報取得部を備え、危険度設定部は、危険度に天候情報を反映する」ものに相当する。本構成によって、天候を反映することで、より適切な危険度を設定できる。 The above-described configuration corresponds to “a weather information acquisition unit that acquires weather information of a predetermined area, and the risk level setting unit reflects the weather information in the risk level”. With this configuration, it is possible to set a more appropriate risk level by reflecting the weather.
次に、設定した危険度に基づき、車両10の走行経路を探索する(S19)。探索は、カーナビ220に実行させてもよいし、制御部111で実行してもよい。最後に、探索した走行経路を走行するよう、ドライバ回路114を介してアクチュエータ群300に制御指令を出力して自動運転制御を行う(S20)。また、カーナビ220にも、探索した走行経路に関する情報を出力する。
Next, the travel route of the
図7および図8を用いて、車両10が高速道路を走行中の自動運転について説明する。なお、図7および図8では、車両10を「自車」、他車両を「他車」と表記している。図7のように、車両10の後方に他車両が接近してきたとき、危険度マップを参照して、他車両のある領域の危険度がより低くなるような走行経路を探索し、該経路を走行する。
The automatic driving while the
図8では、図7の状態から、車両10が、進行方向右側の車線に移動して他車両をやり過ごした状態を示している。他車両が走行している領域の危険度は3から0に上昇している。
FIG. 8 shows a state in which the
上述した、危険度マップに基づく自動運転は、他にも、空気圧センサ206が検出したタイヤ空気圧が既定値を超えて低下したとき(パンクあるいはバースト)にも効果を奏する。例えば、速やかに路肩に停車する必要がある場合には、特に、車両10の右側(路側と反対側)および後方の危険度を上げて、前方あるいは左方向へ走行させる。
The automatic operation based on the risk map described above is also effective when the tire pressure detected by the
以上、実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。 Although the embodiments have been described above, these are merely examples, and are not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the knowledge of those skilled in the art are possible without departing from the scope of the claims. .
1 自動運転システム
10 車両
100 運転制御装置
111 制御部(危険度設定部、制御部)
113 入力回路(走行状況取得部、エリア情報取得部、周囲状況取得部、日時情報取得部、交通状況取得部、天候情報取得部)
200 センサ群
210 周囲状況検出部
230 通信装置
DESCRIPTION OF
113 Input circuit (running condition acquisition part, area information acquisition part, surrounding situation acquisition part, date and time information acquisition part, traffic condition acquisition part, weather information acquisition part)
200
Claims (7)
前記車両の現在位置周辺の、所定のエリア内の道路状況を含むエリア情報を取得するエリア情報取得部と、
他車両の存在の有無を含む、前記車両の周囲の状況を取得する周囲状況取得部と、
前記走行状況、前記エリア情報、および前記周囲の状況に基づいて、前記車両の周囲の危険度を設定する危険度設定部と、
前記危険度に基づいて、運転者による前記車両の運転操作の代わりに、該車両の走行を制御する自動運転制御を実行する制御部と、
を備える自動運転システム。 A driving status acquisition unit for acquiring the driving status of the vehicle;
An area information acquisition unit that acquires area information including road conditions in a predetermined area around the current position of the vehicle;
An ambient situation acquisition unit that acquires the situation of the surroundings of the vehicle, including the presence or absence of other vehicles;
A risk setting unit configured to set a risk level around the vehicle based on the travel status, the area information, and the surrounding status;
Based on the degree of risk, instead of the driving operation of the vehicle by the driver, a control unit that executes automatic driving control for controlling traveling of the vehicle;
An automatic driving system comprising:
前記危険度設定部は、前記危険度に前記日時情報を反映する請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の自動運転システム。 A date and time information acquisition unit for acquiring date and time information of the predetermined area;
The automatic operation system according to any one of claims 1 to 4, wherein the risk level setting unit reflects the date and time information on the risk level.
前記危険度設定部は、前記危険度に前記交通状況を反映する請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の自動運転システム。 A traffic condition acquisition unit for acquiring the traffic condition of the predetermined area;
The automatic driving system according to any one of claims 1 to 5, wherein the risk setting unit reflects the traffic situation in the risk.
前記危険度設定部は、前記危険度に前記天候情報を反映する請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の自動運転システム。 A weather information acquisition unit for acquiring weather information of the predetermined area;
The automatic operation system according to any one of claims 1 to 6, wherein the risk level setting unit reflects the weather information on the risk level.
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