JP2018108767A - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をレスポンスよく介入させること。【解決手段】実施形態に係る車両制御装置は、運転制御部と、検出部とを備える。運転制御部は、複数の運転制御を並行して実行することによって、少なくとも運転者から所定の方向指示動作を受け付け可能である自動運転で車両を走行させる。検出部は、自動運転中の方向指示動作を検出する。また、運転制御部は、検出部によって同一の方向指示動作の継続中状態が検出される場合に、かかる継続中状態の間、方向指示動作に対応する方向へ車両が連続的に車線変更または進路変更するように運転制御を実行する。【選択図】図2
Description
開示の実施形態は、車両制御装置および車両制御方法に関する。
従来、加減速制御や操舵制御といった複数の運転制御を並行して実行することで、ACC(Adaptive Cruise Control)のような自動追従機能や、LKA(Lane Keeping Assist)のような車線逸脱防止支援機能を組み合わせつつ、車両の自動運転制御を行う車両制御装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
また、近年では、ドライバの方向指示動作に伴う車両の自動車線変更を支援する技術も提案されている。かかる技術における自動車線変更支援機能は、たとえばドライバがウィンカーを作動させてから所定時間(たとえば2秒)以上経過後に動作し、車載レーダや車載カメラを用いて近傍に他車両がいないことが確認できてから数秒以内に自動の操舵制御によって車両を隣接レーンへ車線変更させる。
しかしながら、上述した従来技術には、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をレスポンスよく介入させるうえで更なる改善の余地がある。
具体的には、上述した従来技術を用いた場合、車両を隣接レーンへ車線変更させるごとに運転者はウィンカーを作動させる必要があるため、上記の所定時間経過やウィンカーが中立位置に戻ることによるタイムラグが生じていた。このため、複数レーンにわたる車線変更または分岐レーンへの進路変更を運転者が連続的に行いたくとも、たとえば分岐レーンへの進路変更に間に合わないおそれがあった。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をレスポンスよく介入させることができる車両制御装置および車両制御方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る車両制御装置は、運転制御部と、検出部とを備える。前記運転制御部は、複数の運転制御を並行して実行することによって、少なくとも運転者から所定の方向指示動作を受け付け可能である自動運転で車両を走行させる。前記検出部は、前記自動運転中の前記方向指示動作を検出する。また、前記運転制御部は、前記検出部によって同一の前記方向指示動作の継続中状態が検出される場合に、該継続中状態の間、前記方向指示動作に対応する方向へ前記車両が連続的に車線変更または進路変更するように前記運転制御を実行する。
実施形態の一態様によれば、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をレスポンスよく介入させることができる。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する車両制御装置および車両制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下では、本実施形態に係る車両制御方法の概要について図1Aおよび図1Bを用いて説明した後に、実施形態に係る車両制御方法を適用した車両制御装置10およびそれを備える車載システム1について、図2〜図6を用いて説明することとする。
また、以下では、操舵制御や加減速制御といった複数の運転制御を並行して実行することによって自動運転制御を行うことが可能な車両制御装置10について説明するが、本実施形態では、「自動運転」と言った場合、少なくとも操舵制御が、車両制御装置10により実行されるものとする。ただし、かかる自動運転に対し、運転者からの所定の方向指示動作は、受け付け可能であるものとする。したがって、以下の説明は、厳密には「半自動運転」に関するが、説明の便宜上、「自動運転」と記載する。
まず、本実施形態に係る車両制御方法の概要について図1Aおよび図1Bを用いて説明する。図1Aは、比較例に係る車両制御方法の概要説明図である。図1Bは、実施形態に係る車両制御方法の概要説明図である。
図1Aに示すように、たとえば車両Cは、高速道路などの第1レーンL1を自動運転で走行しており、車両Cの運転者は、第1レーンL1から第2レーンL2への車線変更を経たうえで、分岐レーンBLへの進路変更を所望しているものとする。
かかる場合、図1Aに示すように、比較例に係る車両制御方法では、運転者は、第1レーンL1から第2レーンL2への車線変更にまず、「第1方向指示動作」を行う必要があった。このため、比較例に係る車載システムでは、まず第1方向指示動作が検出され(ステップS1’−1)、これに基づいて第1レーンL1から第2レーンL2への車両Cの車線変更が自動運転により行われていた(図中の矢印101参照)。
また、比較例に係る車両制御方法では、運転者は、第2レーンL2から分岐レーンBLへの進路変更に対しては、「第2方向指示動作」を行う必要があった。比較例に係る車載システムでは、かかる第2方向指示動作が検出され(ステップS1’−2)、これに基づいて第2レーンL2から分岐レーンBLへの進路変更が自動運転により実行される(図中の矢印103参照)。
ただし、比較例に係る車両制御方法では、第1レーンL1から第2レーンL2への車線変更、および、第2レーンL2から分岐レーンBLへの進路変更の間に、第1および第2方向指示動作を段階的に経る必要があることのタイムラグが生じていた(たとえば、図中の矢印102参照)。このため、図1Aに示すように、車両Cが、分岐レーンBLへの「進路変更に間に合わない」おそれがあった。
そこで、本実施形態に係る車両制御方法では、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者が連続的に車線変更または進路変更を行いたい場合、かかる意思をレスポンスよく自動運転制御に介入させるため、1つの方向指示動作によって車載システム1へ指示することとした。
具体的には、本実施形態に係る車両制御方法では、運転者が1つの方向指示動作を行い、これを継続し続ける間は、車載システム1側では、かかる方向指示動作に対応する方向への連続的な車線変更または進路変更の指示であるとして検出することとした。
したがって、図1Bに示すように、車載システム1は、方向指示動作を検出し(ステップS1−1)、これに基づいてまず車両Cを第1レーンL1から第2レーンL2へ車線変更させる。そして、車載システム1は、かかる車線変更を行いつつも、同一の方向指示動作の継続中状態を検出するならば(ステップS1−2)、かかる継続中状態の間、方向指示動作に対応する方向へ車両Cを連続的に車線変更または進路変更させる(ステップS2)。
なお、ここに言う「継続中状態」は、たとえば、運転者によりウィンカースイッチが中立位置(オフ位置)から操作されたまま保持された状態を指す。ウィンカースイッチは、ウィンカーレバーを含むものであって、かかるウィンカーレバーであれば、「継続中状態」は、中立位置から押し上げまたは押し下げられたまま保持された状態を指す。別の言い方をすれば、運転者により、ウィンカーレバーが、方向指示に対応する所定の向きに動かされたまま中立位置への戻りを規制されている状態を指す。
これにより、図中の矢印104に示すように、車両Cをタイムラグなく緩やかに、連続的に車線変更または進路変更させることができるので、最終的な分岐レーンBLへの進路変更を間に合わせる可能性を高めることができる。すなわち、本実施形態に係る車両制御方法によれば、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をレスポンスよく介入させることができる。なお、以下では、ウィンカースイッチがウィンカーレバーであるものとして説明を進める。
以下、上述した本実施形態に係る車両制御方法を適用した車両制御装置10およびそれを備える車載システム1について、さらに具体的に説明する。
図2は、本実施形態に係る車載システム1のブロック図である。なお、図2では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
換言すれば、図2に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。
図2に示すように、車載システム1は、車両制御装置10を備える。車両制御装置10は、車両Cに搭載されたウィンカースイッチ21、カメラ22、レーダ23、車速センサ24、舵角センサ25、スロットル26、ステアリング27、ブレーキ28、ウィンカー29およびナビ装置30のそれぞれと通信可能に接続されている。
また、車両制御装置10は、制御部11と、記憶部12とを備える。制御部11は、検出部11aと、周囲状況取得部11bと、運転制御部11cとを備える。
記憶部12は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリ、レジスタといった記憶デバイスであって、判定情報12aを記憶する。判定情報12aは、運転者による指示動作と、それに対応する運転制御が対応付けられた内容を含む情報である。たとえば本実施形態では、方向指示動作の継続中状態が、連続的な車線変更または進路変更に対応付けられている。
制御部11は、車両制御装置10全体を制御する。検出部11aは、運転者によるウィンカースイッチ21を介した方向指示動作を検出する。また、検出部11aは、検出結果を運転制御部11cへ出力する。
ここで、図3を用いて、本実施形態に係る方向指示動作についてより具体的に説明しておく。図3は、実施形態に係る方向指示動作の説明図である。既に述べているように、また、図3に示すように、本実施形態では、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者が連続的に車線変更または進路変更を行いたい場合の方向指示動作にウィンカースイッチ21を用いることとした。
すなわち、手動の運転制御で通常、方向指示動作に用いられるウィンカースイッチ21を自動運転制御への介入に際しても用いることにより、運転者に直感的に操作させることができる。
また、本実施形態では、ウィンカースイッチ21による方向指示動作の継続中状態が、連続的な車線変更または進路変更に対応付けられている。すなわち、図3に示すように、運転者により、ウィンカースイッチ21が、左方向指示の継続中状態、言い換えれば、「押し下げ」られ、下限位置で保持されたままの状態となるように操作された場合、車載システム1は、左方向への連続的な車線変更または進路変更の指示としてこれを検出する。
また、図3に示すように、運転者により、ウィンカースイッチ21が、右方向指示の継続中状態、言い換えれば、「押し上げ」られ、上限位置で保持されたままの状態となるように操作された場合、車載システム1は、右方向への連続的な車線変更または進路変更の指示としてこれを検出する。
このように、ウィンカースイッチ21を言わば「長押し」させる操作とすることで、運転者に対し、連続的な車線変更または進路変更の指示であると直感的に想起させやすく、また、かかる指示操作として覚えさせやすくすることができる。すなわち、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をユーザビリティ高く介入させることができる。
なお、図3では、ウィンカースイッチ21が、ステアリング27の紙面左側の位置に配置されている場合を例示しているが、ウィンカースイッチ21のステアリング27に対する配置位置を限定するものではない。
たとえば、ウィンカースイッチ21は、ステアリング27の紙面右側の位置に配置されていてもよく、この場合、左方向指示ではウィンカースイッチ21が「押し上げ」られ、右方向指示ではウィンカースイッチ21が「押し下げ」られることとなる。
図2の説明に戻り、次に周囲状況取得部11bについて説明する。周囲状況取得部11bは、カメラ22から撮像情報を取得して、運転制御部11cへ出力する。カメラ22は、たとえばフロントカメラ、バックカメラ、サイドカメラなど、複数個が搭載される。各カメラ22は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を備え、かかる撮像素子によって撮像した車両Cの周囲の撮像情報を運転制御部11cへ出力する。
なお、各カメラ22のレンズには魚眼レンズなどの広角レンズが採用され、各カメラ22は180度以上の画角を有しており、これらを利用することで、車両Cの全周囲を撮影することも可能である。
また、周囲状況取得部11bは、レーダ23から車両Cの周囲の物体検出情報を取得して、運転制御部11cへ出力する。レーダ23は、たとえばミリ波レーダや超音波センサ、赤外線センサなどであり、車両Cの周囲に存在する物体を検出する。かかる物体には、他の走行車両や歩行者などの移動物や、道路標識などの静止物がある。
また、周囲状況取得部11bは、車速センサ24から車両Cの車速情報を取得して、運転制御部11cへ出力する。車速センサ24は、車両Cの車速情報を検出するデバイスである。
また、周囲状況取得部11bは、舵角センサ25から車両Cの舵角情報を取得して、運転制御部11cへ出力する。舵角センサ25は、車両Cの舵角情報を検出するデバイスである。
また、周囲状況取得部11bは、ナビ装置30から車両Cの現在位置情報を取得して、運転制御部11cへ出力する。ナビ装置30は、いわゆるカーナビゲーション装置であって、たとえばGPS(Global Positioning System)衛星からの電波により車両Cの現在位置を取得するとともに、取得した現在位置とかかる現在位置に対応するたとえば地図情報とを、現在位置情報として周囲状況取得部11bへ出力する。
なお、周囲状況取得部11bは、これら車両Cの周囲に関する各種情報(周囲状況)を随時取得して、運転制御部11cへ出力することができる。
運転制御部11cについては、図4A〜図4Dを併用して、説明を進める。図4A〜図4Dは、運転制御部11cによる運転制御処理の一例を示す図(その1)〜(その4)である。
運転制御部11cは、自動運転中において、検出部11aによって同一の方向指示動作の継続中状態が検出される場合に、かかる継続中状態の間、方向指示動作に対応する方向へ車両Cが連続的に車線変更または進路変更するように運転制御を実行する。
なお、このとき、運転制御部11cは、周囲状況取得部11bによって取得された周囲状況に応じて車両Cが連続的に車線変更または進路変更するように運転制御を実行する。
具体的には、図4Aに示すように、まず周囲状況取得部11bにより、方向指示動作が継続中も随時、周囲状況が取得される(ステップS3)。運転制御部11cは、かかる周囲状況取得部11bによって取得された周囲状況に応じて操舵および加減速の運転制御を行いつつ(ステップS4)、車両Cを連続的に車線変更または進路変更させる。
たとえば、運転制御部11cは、少なくとも周囲状況に応じた舵角および車速となるように、車両Cの操舵および加減速の運転制御を実行する。具体的には、図4Bに示すように、運転制御部11cは、たとえば車両Cを分岐レーンBLへ進入させるにあたり、「舵角が急」となるよりも、「舵角が緩やか」となるように、操舵および加減速の運転制御を行う。
舵角の緩急は、たとえば最小閾値および最大閾値により規定される舵角範囲にあるかないかによって判定してもよい。また、各閾値は、たとえば前述の記憶部12の判定情報12aに予め含まれていてもよい。
このように、運転制御部11cが、周囲状況に応じた舵角および車速となるように車両Cの操舵および加減速の運転制御を実行することによって、連続的な車線変更または進路変更に際し、車両Cの運転者や他の搭乗者に恐怖心や不快感を与えることなく、自動運転に対する安心感を与えることができる。
また、たとえば運転制御部11cは、周囲状況に基づき、方向指示動作が継続中状態の間に可能となる範囲で、車両Cを連続的に車線変更または進路変更させる。具体的には、図4Cに示すように、運転制御部11cは、周囲状況に基づいて存在すると判定される進路または車線に対し、車両Cを連続的に車線変更させる。
すなわち、図4Cに示すように、運転制御部11cは、「方向指示動作が継続中」でありつつも、「進路(または車線)が存在しない」、たとえば周囲状況に含まれる現在位置情報から分岐レーンBLが存在しないと判定されるならば、車両Cを第2レーンL2上で走行させる。
なお、かかる場合、図示していないが、たとえば車室内に「方向指示に対応する進路が存在しません。」といった内容のアナウンスを報知してもよい。報知手段は、音声出力であっても、表示出力であってもよいし、これらを併用してもよい。
このように、運転制御部11cが、方向指示動作が継続中状態の間に可能となる範囲で、車両Cを連続的に車線変更または進路変更させることによって、運転者が操作によって示す意思には反するものの、たとえば運転者の操作誤りや思い違いなどを正すことができる。
また、運転制御部11cは、前述の「可能となる範囲」の別の例として、周囲状況に基づいて進路変更または車線変更が実行時間や安全性の面から不可能であれば、かかる場合には可能となる範囲での進路変更または車線変更を実行する。
具体的には、図4Dに示すように、運転制御部11cは、「方向指示動作が継続中」でありつつも、周囲状況から、時間的に間に合わない、安全性から推奨されない急な操舵や加減速を要することが判定されるならば、たとえば分岐レーンBLへの進路変更は行わずに、可能な範囲で、車両Cを第2レーンL2上で走行させる。すなわち、運転制御部11cは、周囲状況に基づいて進路への進入が不可能であれば(図中の「進路への進入不可」参照)、可能であるその前段まで連続的に車線変更または進路変更させる。
このように、運転制御部11cが、方向指示動作が継続中状態の間に可能となる範囲で、車両Cを連続的に車線変更または進路変更させることによって、運転者が操作によって示す意思には反するものの、運転者を含む車両Cの搭乗者の安全性を確保することができる。言い換えれば、自動運転における信頼性を担保することができる。
図2の説明に戻る。運転制御部11cは、上述した周囲状況に応じて、スロットル26、ステアリング27およびブレーキ28の各制御量を算出し、これら制御量によってスロットル26、ステアリング27およびブレーキ28を制御することによって、操舵および加減速の運転制御を実行する。また、運転制御部11cは、ウィンカースイッチ21からの方向指示動作が継続中状態である間、対応する方向のウィンカー29を点滅させる。
ところで、これまでは、運転者による左方向指示動作で車両Cを連続的に左方向へ車線変更または進路変更させる例を挙げてきたが、無論、本実施形態は、運転者による右方向指示動作に対しても適用することができる。ここで、図5Aおよび図5Bは、右方向指示動作の適用例を示す図(その1)および(その2)である。
図5Aに示すように、右方向指示動作によって連続的に車線変更または進路変更させる場合は、たとえば分岐レーンBLが第1レーンL1から右側へ延びており、第2レーンL2を走行中の車両Cが連続的に、第2レーンL2から第1レーンL1への車線変更を経て、分岐レーンBLへ進入し、進路変更するといった場面に適用することができる。
また、別の例としては、図5Bに示すように、右方向指示動作によって連続的に車線変更または進路変更させる場合は、たとえば第2レーンL2の左側に加速レーンALが接続されており、車両Cが連続的に、かかる加速レーンALから第2レーンL2へ合流し、第1レーンL1まで車線変更するといった場面に適用することができる。
次に、実施形態に係る車両制御装置10が実行する、運転者による方向指示動作を自動運転制御に介入させる場合の処理手順について、図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る車両制御装置10が実行する、運転者による方向指示動作を自動運転制御に介入させる場合の処理手順を示すフローチャートである。
図6に示すように、まず制御部11が、自動運転中であるか否かを判定する(ステップS101)。ここで、自動運転中であると判定される場合(ステップS101,Yes)、検出部11aにより、運転者による同一の方向指示動作が継続して検出されているか否かが判定される(ステップS102)。
ここで、同一の方向指示動作が継続して検出されている場合(ステップS102,Yes)、具体的にはウィンカースイッチ21が操作されたまま保持された状態が継続している場合、運転制御部11cが、周囲状況取得部11bによって取得された周囲状況に応じて連続的に車線変更または進路変更するように運転制御を実行する(ステップS103)。そして、制御部11は、ステップS102からの処理を繰り返す。
一方、ステップS101の判定条件を満たさない場合(ステップS101,No)またはステップS102の判定条件を満たさない場合(ステップS102,No)、処理を終了する。
上述してきたように、本実施形態に係る車両制御装置10は、運転制御部11cと、検出部11aとを備える。運転制御部11cは、複数の運転制御を並行して実行することによって、少なくとも運転者から所定の方向指示動作を受け付け可能である自動運転で車両Cを走行させる。また、検出部11aは、自動運転中の方向指示動作を検出する。
また、運転制御部11cは、検出部11aによって同一の方向指示動作の継続中状態が検出される場合に、かかる継続中状態の間、方向指示動作に対応する方向へ車両Cが連続的に車線変更または進路変更するように運転制御を実行する。
したがって、本実施形態に係る車両制御装置10によれば、自動運転制御における車線変更または進路変更につき、運転者の意思をレスポンスよく介入させることができる。
なお、上述した実施形態では、方向指示動作がウィンカースイッチ21を介するものとして説明を行ったが、方向指示動作の態様を限定するものではない。たとえば、ボタン状の方向指示ボタンにより方向指示動作を受け付け可能としたうえで、かかる方向指示ボタンが押し続けられる間を、上述した継続中状態として検出してもよい。
また、ボタン状ではなくトラックボール状の方向指示ボールにより方向指示動作を受け付け可能としたうえで、かかる方向指示ボールが所定の向きへ回し続けられる間を、上述した継続中状態として検出してもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 車載システム
10 車両制御装置
11a 検出部
11b 周囲状況取得部
11c 運転制御部
21 ウィンカースイッチ
C 車両
10 車両制御装置
11a 検出部
11b 周囲状況取得部
11c 運転制御部
21 ウィンカースイッチ
C 車両
Claims (8)
- 複数の運転制御を並行して実行することによって、少なくとも運転者から所定の方向指示動作を受け付け可能である自動運転で車両を走行させる運転制御部と、
前記自動運転中の前記方向指示動作を検出する検出部と
を備え、
前記運転制御部は、
前記検出部によって同一の前記方向指示動作の継続中状態が検出される場合に、該継続中状態の間、前記方向指示動作に対応する方向へ前記車両が連続的に車線変更または進路変更するように前記運転制御を実行すること
を特徴とする車両制御装置。 - 前記方向指示動作は、ウィンカースイッチを介するものであって、
前記検出部は、
前記運転者により前記ウィンカースイッチが操作されたまま保持された状態を前記継続中状態として検出すること
を特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記車両の周囲状況を取得する取得部
を備え、
前記運転制御部は、
前記取得部によって取得された前記周囲状況に応じて前記車両が連続的に車線変更または進路変更するように前記運転制御を実行すること
を特徴とする請求項1または2に記載の車両制御装置。 - 前記運転制御部は、
少なくとも前記周囲状況に応じた舵角および車速となるように、前記車両の操舵および加減速の前記運転制御を実行すること
を特徴とする請求項3に記載の車両制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記周囲状況に基づき、前記継続中状態の間に可能となる範囲で前記車両を連続的に車線変更または進路変更させること
を特徴とする請求項3または4に記載の車両制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記周囲状況に基づいて存在すると判定される車線または進路に対し、前記車両を連続的に車線変更または進路変更させること
を特徴とする請求項5に記載の車両制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記周囲状況に基づいて進路への進入が不可能であると判定される場合に、該進路の進入口の前段まで前記車両を連続的に車線変更または進路変更させること
を特徴とする請求項5に記載の車両制御装置。 - 複数の運転制御を並行して実行することによって、少なくとも運転者による所定の方向指示動作を受け付け可能である自動運転により車両を走行させる運転制御工程と、
前記自動運転中の前記方向指示動作を検出する検出工程と
を含み、
前記運転制御工程は、
前記検出工程によって同一の前記方向指示動作の継続中状態が検出される場合に、該継続中状態の間、前記方向指示動作に対応する方向へ前記車両が連続的に車線変更または進路変更するように前記運転制御を実行すること
を特徴とする車両制御方法。
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