JP2018012478A - 車両緊急停止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転を行っている車両が自動運転を継続できない状況になり、かつ瞬時に運転者が運転を代行できない状態の場合でも、安全に車両を停止させる必要がある。【解決手段】車両の自動運転を行う自動運転手段に、車両の緊急停止を行う緊急停止手段と、搭乗者が緊急停止の実行を指示する緊急停止操作手段を装備する。自動運転が継続できない状況になり、かつ運転者が運転を代行しない時に、人による緊急停止の意思決定が必要な状況と判断して、緊急停止操作手段を搭乗者の全員が認識しやすい箇所に出現させ、全員が操作できるようにすることで、通常運転時の誤操作を防ぎ、かつ緊急時に確実に緊急停止の意思を車両に伝えることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、自動運転の機能を持つ車両において、特に走行中の車両の緊急停止をより安全に補助することができる車両緊急停止装置に関するものである。

近年、車載カメラによる車線把握や障害物検出、ミリ波レーダーやレーザーを用いたLIDAR(Light Detection and Ranging)による車両周辺センシングの情報を総合的に計算処理し、自動運転を実現する技術が実用化してきた。

これら技術を使った自動運転は、実証試験で使われるばかりでなく、実際に市販車に機能として搭載され、運転者は「いつでも自動運転車両から運転を任されてもよい状態を保つこと」を条件に、一般の消費者が自動運転車両を利用できる状況にまでなってきた。

ところが、このような自動運転技術はまだ完全でなく、道路の状況や交通状況によっては、自動運転が対応できない場合がある。

例えば、自動運転がうまく動作しなかった事象として、車載カメラによる障害物検知が、道路を横切るトレーラーを感知できなかった例が報告されている。これ以外にも車線の読み取り間違いや降雪等の天候の影響など、様々な影響をうけた結果、自動運転を継続できなくなる現実がある。

一方、運転者の傾向として、長く自動運転を利用するとその信頼感から、自動運転が対応できない状況があることに対する意識が低くなる傾向がある。その結果、いつの間にか「いつでも自動運転車両から運転を任されてもよい状態を保つこと」が条件であることを忘れ、自動運転中に運転者が居眠りをしたり、注意力を失う事件が報告されている。このような運転者の油断が大きな事故の原因になることもある。

本発明は、このような自動運転の緊急事態の際に、安全に車両を停止させる緊急停止装置に関するものである。

自動運転機能が継続できない状況になり、運転者に運転を任される時は、数秒の意思決定の遅れが搭乗者の命に関わる重大事項となる。スムースに運転者に運転が切り替わり、危険を回避できる状況であれば良いが、瞬時の事態に運転者が対応できない状況は少なくない。

本発明は、そのような場合でも、搭乗者の誰もが間違いなく緊急停止の意思を車両に指示できることを特長とする。

特開２０１６−１１５０２３号公報 特開２０１１−５７１３４号公報 特開２０１３−２３８１８２号公報 特開２０１５−２３０５５２号公報

一般的に車両の緊急停止装置は、誤操作による事故を防ぐため、電車の緊急停止ボタンをモデルに考えることが多く、特許文献１、特許文献２とも例にあげている。特許文献１は、運転者の覚醒状態を判定した上で、第三者による制動装置の起動操作の稼働を可能とする発明で、緊急停車の開始入力手段として、電車の緊急停止ボタンの他、レバー、トグルスイッチ、ハンドルや握りレバーを挙げており、更にその操作部は誤操作を避けるカバー等で保護して良いとしている。更には両手や複数指による操作として単純誤操作が発生しにくい工夫を施しても良いとしている。

特許文献２では、電車の緊急停止ボタンのような単純ボタンを、乗客の誤りや故意で動作することなく、車両運転者の異常を検知したときに限り乗客の応答動作に基づいて車両を自動的に緊急停止することができるようにしている。また乗客の特定音声の検知による緊急停止も可能としている。

特許文献３では、ブレーキとアクセルの踏み間違いによる自動車の暴走を低コストで防止することを目的に、運転席正面と助手席正面との間に配設された押しボタンが所定以上の押圧力で圧迫されると閉じるスイッチ接点をもつ押しボタン型の緊急停止スイッチと、ハンドルに装置された警笛スイッチが所定以上の押圧力で圧迫されると閉じるスイッチ接点をもつ警笛スイッチ型の緊急停止スイッチと、運転席前方の床に設置されたフットレストが所定以上の押圧力で圧迫されると閉じるスイッチ接点をもつフットレスト型の緊急停止スイッチが例としてあげられている。

特許文献４では、車両の自律運転を継続することが好ましくない状況を把握する自律運転装置について書かれており、自律運転の危険度が「高」と判定した場合、ナビゲーションユニットに対して、搭乗者に所定の出力を行うための指令を出す例について示している。

特許文献１、特許文献２、特許文献３で示された発明は、誤動作を防ぐ緊急停止装置としては有効であるが、自動運転が継続できないような緊急事態では有効ではないと考える。人は、事前の予備知識や非常時に備えた訓練がなければ、たとえ警報や発光で位置が知らされたとしても、通常以上の押圧力が必要なボタンや、普段触ったことのないようなレバーの作用を、瞬時に判断して操作することはできない。また、人は緊急事態においては言語にならない音声を発してしまうものであり、特許文献２で示された音声認識も有効ではないと考える。

一方、特許文献４で示された方式は、自律運転の危険度が「高」と判定した場合の停止命令を、ナビゲーションユニットを通して行っており、搭乗者の誰もが緊急停止を指示できるという点が考慮されていない。

本発明では、自動運転が継続できずに人の判断が必要なとき、運転者を含めた車両の搭乗者全員に、わかりやすく判断を促すことができるよう、必要な時に搭乗者全員が目につく場所に出現し、停止したい意思を直観的な操作で伝えられることを特長とする、車両緊急停止装置を提供するものである。

上記目的を達成するため、図１に本発明の車両緊急停止装置の構成を示す。本発明は、自動運転中の車両が何らかの理由で自動運転を継続できなくなったとき、搭乗者の意思で緊急停止できる車両緊急停止装置であって、車外に取り付けられたセンサーやレーダーで車両周辺の障害物位置を検知する車外センシング手段９と、車両周辺情報を映像で検知する車載カメラ１０の情報から、走行すべき方向と速度を判断しアクセルとブレーキとハンドルに指示を与える自動運転手段３と、搭乗者から停止の要求を受け付ける緊急停止操作手段１と、緊急停止操作手段１から緊急停止の要求があった際、確実に車両を停車させる緊急停止手段２と、自動運転手段３や緊急停止手段２から信号を受け取りブレーキを操作するブレーキ操作手順４と、自動運転手段３から信号を受け取りアクセル操作を行うアクセル操作手段５と、自動運転手段３や緊急停止手段２から信号をうけとり、暗くなった際に自動的にライトを点灯させたり、緊急停止状態を周囲に知らせるためライトやウィンカー類を特別なパターンで点滅させるライト操作手段７と、自動運転手段３や緊急停止手段２から信号を受け取り周囲に警笛で知らせる警笛操作手段８と、運転者がハンドルやアクセルで運転操作状態にあるかを判断する車内センサー１２と、自動運転の状況や周囲の情報を搭乗者に伝えるモニタ１３から構成され、人による緊急停止の意思決定が必要がある時、緊急停止操作手段１が搭乗者全員が目につく形で有効になり、搭乗者の車両を停止したい意思を直観的な操作で伝えることができることを特長としている。

人による緊急停止の意思決定が必要な時とは、自動運転手段３が自動運転を継続できなくなった時である。このような状況に陥る原因に、車外センシング手段９または車載カメラ１０にゴミや不純物が付着したり、強い太陽光線により正しい画像が取れなかったり、車線や道路の状況により、正しい進路が認識できなかったり、機器の故障でセンサー情報を総合的に判断した際に矛盾が発生することなどが考えられる。

車両走行中にこのような状況が発生すると、自動運転手段３は運転者に運転を代わるよう、警告音やモニタ１３の表示にてうながす。このような状態になったら運転者はすぐに運転を行わなければならない。自動運転手段３は、運転者が運転を行っていることを、車内センサー１２から知ることができる。自動運転手段３は運転者が運転を行っていることを判断すると、警告音やモニタ１３の表示における注意喚起を止める。

ところが、運転者がすぐに運転を行わない場合、緊急停止が必要かどうか人による意思決定を行うべき状況に入ったと判断される。しかし、このような状態で自動的に緊急停止手段２を発動してしまうと、周囲を巻き込む惨事を発生させかねず、正しい搭乗者の判断を仰ぐ必要がある。

次に搭乗者に正しく緊急停止操作手段１の存在を気付かせ、停止したい意思を伝えるための方式について説明する。なお、緊急停止操作手段１は以下の具体例に限定されるものではない。

緊急停止操作手段１の物理的な実装方式としては、緊急停止の判断が必要な時に、搭乗者の誰もが目につく場所に、動的に操作ボタンを出現させる方式が考えられる。例えば、車内中心にあるセンターコンソール下に緊急停止操作手段１を装備し、自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかった場合、大きな警告音とともにセンターコンソール下の緊急停止操作手段１の機能を備えた操作ボタンを出現させる。搭乗者が操作ボタンにタッチ操作を行ったら、緊急停止の意思があると判断し、緊急停止手段２を作動させる。

緊急停止操作手段１の別の実装方式としては、緊急停止の判断が必要な時に、車内に装備されたタッチ操作可能なモニタ上に緊急停止を行うかどうかを表示させる方式が考えられる。自動運転機能を装備した車両の多くは、車両前席中央に大きなモニタを装備しているが、この実装方式では、後部座席からもモニタ操作ができるよう、後部座席用モニタを装備させておく。自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかった場合、大きな警告音とともに車内に装備するすべてのモニタ上に、緊急停止操作手段１の機能を備えた大きな操作ボタンの画像を出現させる。搭乗者がモニタ上の操作ボタン画像にタッチ操作を行ったら、緊急停止の意思があると判断し、緊急停止手段２を作動させる。

緊急停止操作手段１の更なる実装方式としては、搭乗者の動作を把握できる手段を車内に装備しておき、緊急停止の判断が必要な時に、搭乗者の動きで緊急停止の判断を行う方式が考えられる。最近はモーションセンサーなど人の動きをとらえる装置が一般的になってきた。この実装方式は、カメラやモーションセンサーなど人の動きを把握できる装置をあらかじめ車内に装備しておく。この人の動きをとらえるセンサーで、搭乗者がリラックスしているか、頭を手で保護したり、手をつっぱったり、大事故から身を守るような緊張状態にあるかを判定する。自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかった場合、搭乗者がこのような大事故から身を守るような緊張状態にあることが判定されたら緊急停止の意思があると判断し、緊急停止手段２を作動させる。

いずれの場合でも、緊急停止手段２が作動する際は、周辺の車両に緊急停止であることを知らしめるため、通常とは異なるパターンで警笛を鳴らす、通常とは異なるパターンでヘッドライトや方向指示器を点滅させるなどを行い、２次災害を防ぐよう考慮することが重要である。

本発明の実施形態に係る車両緊急停止装置は上述のように構成されているので、以下のような効果を奏する。

緊急停止操作手段１は、自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかったという、人に緊急停止の判断をゆだねる時にしか出現しないため、搭乗者の誤操作によって緊急停止が実行されるという問題を防ぐことができる。

また、緊急停止の判断が必要な時に出現し、搭乗者の想定しやすい操作で動作することから、操作がわかりにくいことが原因で、緊急停止の動作が遅れてしまうという問題を防ぐことができる。

本発明の車両緊急停止装置のブロック図 図１における緊急停止操作手段１が有効になる前の車内を表す模式図 図１における緊急停止操作手段１をセンターコンソール下の操作ボタンとして実装した場合の模式図 図１における緊急停止操作手段１をモニタに表示された緊急停止ボタンの画像として実装した場合の模式図 図１における緊急停止操作手段１を搭乗者の動きをとらえるセンサーで実装した場合の模式図

以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。図１は本実施例における車両緊急停止装置のブロック図を示したものである。

通常の運転から自動運転に切り替えるには、自動運転指示手段１１にこれから自動運転を行う旨を指示する。

自動運転手段３は、ミリ波レーダーやレーザーを用いたLIDAR(Light Detection and Ranging)で構成された車外センシング手段９と、車載カメラ１０の情報から進行すべき方向と速度を判断し、アクセルを制御するアクセル操作手段５、ハンドルを操作するハンドル操作手段６、ブレーキを操作するブレーキ操作手段４に指示を与え、自動運転を行う。

自動運転中、車外センシング手段９や車載カメラ１０にゴミや不純物が付着したり、強い太陽光線により正しい画像が取れなかったり、車線や道路の状況により、正しい進路が認識できなかったり、機器の故障でセンサー情報を総合的に判断した際に矛盾が発生した場合など、これ以上自動運転を継続できない状況にあると判断した場合、自動運転手段３は警報を鳴らしたり、モニタ１３に運転者に運転を行うよう表示する。自動運転手段３は、車内センサー１２により、運転者が運転状態に入ったかどうかを判断する。

この時、運転者が運転を行わない場合、緊急停止操作手段１を搭乗者の誰もが操作できる箇所に出現させ、緊急停止手段２を動作させるか否か、搭乗者の判断を促す。緊急停止操作手段１を搭乗者が操作すると、緊急停止手段２が動作する。緊急停止手段２は、車両が緊急停止すべき時にブレーキ操作手段４を動作させるとともに、車両周辺に緊急停止することを知らせるため、ライト操作手段７によってライトやウィンカーを通常とは異なるパターンで点滅させたり、警笛操作手段８によって、通常とは異なるトーンの警笛を鳴らし、２次災害を防ぐ。

次に緊急停止操作手段１の具体的な実施例について説明する。図２は緊急停止操作手段１が有効になる前の車内を表す模式図である。１３はタッチ操作が可能なモニタ、１４はハンドル、１５はセンターコンソール、１６はシートを示す。通常の運転や自動運転の最中は、緊急停止操作手段１は搭乗者の誤操作を防ぐために隠れており、車内に現れない。

図３は、緊急停止操作手段１を物理的な操作ボタンとして実装した場合の模式図である。この実施例では、自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかった場合、大きな警告音とともに、センターコンソール１５の中から、緊急停止操作手段１の機能を備えた大きな操作ボタンを出現させる。このような方式にすることで、搭乗者の誰もが緊急停止操作手段１の存在に気づき、車外や運転者の状況から、緊急停止が必要だと判断した場合、緊急停止操作手段１の操作ボタンにタッチすることができる。搭乗者が操作ボタンにタッチ操作を行ったら、緊急停止の意思があると判断し、緊急停止手段２を作動させる。

図４は、次の実施例として、緊急停止操作手段１をタッチ操作が可能なモニタ１３上に、緊急停止ボタンの画像として表示する場合の模式図である。図４は、モニタ１３を後部座席にも装備し、搭乗員全員が緊急停止操作手段１を操作できるようにしておく。自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかった場合、大きな警告音とともに、モニタ１３上に緊急停止操作手段１の機能を備えた大きな操作ボタンの画像を出現させる。搭乗者がモニタ上の操作ボタン画像にタッチ操作を行ったら、緊急停止の意思があると判断し、緊急停止手段２を作動させる。このような方式にすることで、前記実施例同様に、誰もが緊急停止操作手段１の存在に気づき、車外や運転者の状況から、緊急停止が必要だと判断した場合のみ、緊急停止手段２を作動させ、それ以外の時の誤操作を防ぐことができる。

図５は、更なる実施例として、緊急停止操作手段１を搭乗者の動きをとらえるセンサーで実装した場合の模式図である。１７は搭乗者全員の動きを把握できるセンサーである。このセンサーはモーションセンサーまたは車内カメラで実現することができる。車内カメラを使う場合は、プライバシーを考慮して、この画像やセンサー情報は車外には漏えいしないよう、ネットワーク的にも隔離しておくことが好ましい。この人の動きをとらえるセンサーで、搭乗者がリラックスしているか、頭を手で保護したり、手をつっぱったり、大事故から身を守るような緊張状態にあるかを判定する。自動運転手段３が運転者に運転を代わるよう警告した後も運転者が運転を行わなかった場合、大きな警告音とともに、モニタ１３上に緊急停止操作手段１の機能を備えた大きな操作ボタンの画像を出現させる。この際、搭乗者が正常な判断を失い、モニタ１３上の緊急停止操作ボタンの画像をタッチしない場合も、搭乗者が大事故から身を守るような緊張状態にあることが判定されたら緊急停止の意思があると判断し、緊急停止手段２を作動させる。このような方式にすることで、運転者を含む搭乗者が正常な判断を失い緊張状態にある場合にも、緊急停止手段２を動作させることができる。

１ 緊急停止操作手段
２ 緊急停止手段
３ 自動運転手段
４ ブレーキ操作手段
５ アクセル操作手段
６ ハンドル操作手段
７ ライト操作手段
８ 警笛操作手段
９ 車外センシング手段
１０ 車載カメラ
１１ 自動運転指示手段
１２ 車内センサー
１３ モニタ
１４ ハンドル
１５ センターコンソール
１６ シート
１７ モーションセンサーまたは車内カメラ

Claims (4)

1. 車両の自動運転を行う自動運転手段と、車両の緊急停止を行う緊急停止手段と、搭乗者が緊急停止の実行を指示する緊急停止操作手段を持つ車両において、緊急停止すべきか人による意思決定が必要な状況を判断して、緊急停止操作手段を搭乗者全員が認識しやすい箇所に出現させ、搭乗者全員が操作できることを特長とする車両緊急停止装置。
2. 前記緊急停止操作手段において、通常運転時はセンターコンソール下に緊急停止操作手段を格納することで誤操作を防ぎ、緊急停止の判断が必要な状況で緊急停止操作手段を出現させることを特長とする車両緊急停止装置。
3. 前記緊急停止操作手段において、緊急停止の判断が必要な状況で車内の搭乗者全員の前に装備されたタッチ操作可能なモニタ上の画像として緊急停止操作手段を出現させることで、通常運転時の誤操作を防ぎ、必要時に確実な操作を可能とすることを特長とする車両緊急停止装置。
4. 前記緊急停止操作手段において、あらかじめ搭乗者の動作を把握できるセンサーを車内に設置しておき、緊急停止の判断が必要な状況で、搭乗者が大事故から身を守るような緊張状態にあることを判定して緊急停止の判断を行うことを特長とする車両緊急停止装置。

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