JP2018135072A - 車両制御装置、車両制御方法、プログラム及びそれを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の手が券売機等に届く適切な位置に車両を停車させること。
【解決手段】車両制御装置が、発券機等の位置と運転者シート１０の位置情報とに基づいて、運転者２の手が発券機等に届く車両１の停車位置を決定する停車位置決定部と、車両１をその決定された停車位置に停車させる運転制御部と、を備え、運転者２が姿勢を変えることなく発券機等を操作できる最適な位置に、車両１を自動走行させて停車させることで、運転者２の負担が軽減される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、プログラム及びそれを記録した記録媒体に関する。

従来、自車両の車両端部から道路端部までの端部間距離を測定し、道路上に端部間距離を幅とする幅寄せ可能領域を描画することにより、自車両の運転者が、路肩方向にどの程度幅寄せ可能かを直接的に確認することができる技術が知られている。

特開２０１４−４４６０８号公報

しかし、既存の技術では、ゲートに設置された発券機等に適切に車両を幅寄せできるか否かは結局、運転者の技量に依存するので、運転者の手が発券機等に届く位置に、当該車両が停車するとは限らない。近年、ゲートで発券機等を操作しようとして姿勢を崩し、結果的にブレーキとアクセルを踏み違えて車両を暴走させる事故が多発しているが、こうした事故は未然に防止されなければならない。

本発明は、自動走行により、運転者が姿勢を変えることなく発券機等を操作できる最適な位置に車両を停車させる車両制御装置、方法、プログラム及びそれを記録した記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の一形態は、ゲート設備の位置と運転者シートの位置情報とに基づいて当該ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する停車位置決定部と、その車両をその決定された停車位置で停車させる運転制御部とを備える車両制御装置に資する。

上記一形態は、方法、プログラム及びそれを記録した非一過性の有形の記録媒体のいずれかであっても良い。

本発明によれば、自動走行により、運転者が姿勢を変えることなく発券機等を操作できる最適な位置に車両を自動走行させて停車させることができるので、運転者の負担が軽減されると共に、運転者が姿勢を崩してブレーキとアクセルを踏み違える様な事態を未然に防止することが出来る。

本実施の形態に係る車両の構成の一例を示す図。 本実施の形態に係る車両制御装置の機能の一例を示す図。 ゲート設備に対する車両の停車位置を説明する図。 運転者の肩関節と運転者シートとの関係を示す図。 停車支援処理の一例を示すフローチャート。 遮断棒認識処理の一例を示すフローチャート。 直進でゲートに進入する場合におけるアイランドへの幅寄せ進路の生成方法を説明する図。 左折でゲートに進入する場合におけるアイランドへの幅寄せ進路の生成方法を説明する図。 右折でゲートに進入する場合におけるアイランドへの幅寄せ進路の生成方法を説明する図。 アイランドへの幅寄せ進路の生成方法の変形例を説明する図。 車両と発券機等との間の距離の検出及び車両の回避動作を説明する図。 車両のフロントカメラとアイランドの先端を結ぶ線とが並んだ時点の状態を示す図。 車両のフロントカメラが発券機等の手前の側面の延長線上に並んだ時点の状態を示す図。 車両のフロントカメラが発券機等の手前の側面の延長線上に並んだ時点を検知する方法を説明する図。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を説明する。

なお、同種の要素を区別して説明する場合には、「発券機等３０２Ａ」、「発券機等３０２Ｂ」のように参照符号を使用し、同種の要素を区別しないで説明する場合には、「発券機等３０２」のように参照符号のうちの共通番号のみを使用することがある。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではない。

以下の実施の形態では、車両が右ハンドル車である場合の図を用いて説明するが、車両には右ハンドル車と左ハンドル車とがあり、左ハンドル車においても方向の左右を入れ替えることによって本発明を適用可能である。

図１は、本実施の形態に係る車両１の構成の一例を示す図である。

車両１は、ＥＣＵ（車両制御装置：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０と、フロントカメラ２２と、アクティブセンサ２４と、運転者シート１０と、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）１４と、車両操縦機構２８とを備える。ＥＣＵ２０、フロントカメラ２２、アクティブセンサ２４、運転者シート１０、ＨＭＩ１４、及び車両操縦機構２８は、ネットワーク２６を介して接続されている。ネットワーク２６は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよいし、他の通信手段を含む複合ネットワークであってもよい。

フロントカメラ２２は、車両１のフロントの中央付近に備えられており、車両１の前方付近を撮像する。本実施の形態においては、フロントカメラ２２で撮像された画像を単に「カメラ画像」と呼ぶ。

アクティブセンサ２４は、車両１のフロントの両サイドに備えられている。アクティブセンサ２４は、車両１の周辺の物体をセンシングするために、超音波、ミリ波またはレーザー光などの波を出射し、周囲の物体で反射されて自身に戻ってきた戻り波に基づき、車両１と物体との間の距離等を測定する。

車両操縦機構２８は、車両１を操縦（操舵、加速、および制動を含む減速）する機構である。車両操縦機構２８は、運転者の操作によって手動で操作される場合もあれば、ＥＣＵ２０によって自動で操縦される場合もある。本発明の機能が実行される場合は、ＥＣＵ２０の制御によって自動で操縦され、目的の位置まで自動で走行して停車する。

ＨＭＩ１４は、スイッチ類とタッチパネル式の操作盤を兼ねたディスプレイパネルと、カーオーディオを兼ねた音声出力回路と、これらを制御するマイコンの集合体である。車両１が自動操縦に切り替わる際は、ＨＭＩ１４が映像と音声で操縦を引き継ぐ事を通知し、自動操縦中は車体の動作を事前に運転者に通知して不安を覚えないようにする。

運転者はＨＭＩ１４を操作して運転者シート１０の左右位置や、幅寄せの距離を設定することが出来る。ＨＭＩ１４のマイコンは不揮発性半導体メモリを備えており、運転者による前記の設定を記憶するので、起動の度に同じ設定操作を繰り返す必要は無い。

ＥＣＵ２０は、ネットワーク２６に接続されている各機器２２、２４、２８を制御し、運転者シート１０からシートの位置と姿勢の情報を取得する。ＥＣＵ２０は、通信Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）１００６、マイコン１０００、プログラムメモリ１００２、及びメインメモリ１００４を有する。これらの構成要素は、内部バス１００８を介して双方向通信可能である。

通信Ｉ／Ｆ１００６は、ネットワーク２６を介するデータの送受信を制御する。

プログラムメモリ１００２は、プログラムを保持する。プログラムメモリ１００２は、例えば、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性半導体メモリである。

メインメモリ１００４には、プログラムの実行に関する各種データが格納される。メインメモリ１００４は、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭのような揮発性半導体メモリである。

マイコン１０００は、プログラムメモリ１００２からプログラムを読み出して、メインメモリ１００４を用いてプログラムを実行することにより、ＥＣＵ２０の有する各種機能を実現する。マイコン１０００は、通信Ｉ／Ｆ１００６及びネットワーク２６を介して、他の機器２２、２４、２８とデータを送受信する。

なお、本実施の形態において、ＥＣＵ２０を主語として説明する場合があるが、当該主語は、当該ＥＣＵ２０が有するマイコン又はプログラムで置き換えられる。

ＥＣＵ２０は、ネットワーク２６を介して、フロントカメラ２２から撮像画像を受け取る。ＥＣＵ２０は、ネットワーク２６を介して、アクティブセンサ２４から物体の位置情報を受け取る。ＥＣＵ２０は、ネットワーク２６を介して、運転者シート１０からシートの位置情報を受け取る。シートの位置情報は、運転者シート１０の傾きと前後方向の位置と上下方向の位置の情報を含む。

また、ＥＣＵ２０はネットワーク２６を介して、ＨＭＩ１４から運転者シート１０の左右位置の情報を受け取る。運転者はＨＭＩ１４を操作する事により、運転者シート１０の左右位置の情報を変更できる。変更があった場合、ＨＭＩ１４はネットワーク２６を介してＥＣＵ２０に更新された運転者シート１０の左右位置の情報を通知する。

図２は、本実施の形態に係る車両制御装置（ＥＣＵ２０）の機能の一例を示す図である。

ＥＣＵ２０は、ゲート設備に対して適切な位置に車両を停車させる機能を有する。ゲート設備とは、ゲートを通過する車両の運転者に対して所定の操作を要求する設備である。ゲート設備は、例えば、駐車場に入庫する車両の運転者に対して入場券の受け取りを要求する発券機、又は、駐車場から出庫する運転者に対して精算を要求する精算機を含む。ただし、ゲート設備は、それらに限られず、例えば、運転者に対して支払いを要求するドライブスルー式の自動洗車機等であってもよい。本実施の形態では、ゲート設備は、発券機又は精算機を備えるとし、これらをまとめて「発券機等」と表現する。

ＥＣＵ２０は、機能として、ゲート設備認識部１０６と、幅寄せ進路生成部１０８と、停車位置決定部１０２と、運転制御部１０４とを有する。

ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、ゲート設備３００（図３参照）を認識する。

幅寄せ進路生成部１０８は、車両１を、ゲート設備３００に幅寄せするための進路を生成する。

停車位置決定部１０２は、ゲート設備３００の位置と運転者シート１０の位置とに基づいて、ゲート設備３００に対する車両１の停車位置を決定する。運転制御部１０４は、その停車位置決定部１０２で決定された停車位置に車両１を停車させる。

これにより、ＥＣＵ２０は、運転者シート１０に座っている運転者２が、車内から手を伸ばしてゲート設備３００の操作部を操作できる適切な停車位置に、車両１を停車させることができる。なお、ゲート設備３００の操作部とは、駐車場の入口ゲートの場合は発券機の駐車券の発券用のボタンや発券口等であり、ゲート設備３００が駐車場の出口ゲートの場合は精算機の駐車券の挿入口や金銭の投入口等である。

なお、前記ゲート設備認識部１０６、幅寄せ進路生成部１０８、停車位置決定部１０２及び運転制御部１０４の機能は、ＥＣＵ２０が実行する車両制御プログラムによって実現されており、車両制御プログラムは機能単位でモジュール化されている。よって、車両制御プログラムは、ゲート設備認識モジュールと、幅寄せ進路生成モジュールと、停車位置決定モジュールと、運転制御モジュールと、を備える、と読み替えても良い。

以下、図３〜図４を参照しながら、詳細に説明する。

図３は、ゲート設備３００に対する車両１の停車位置を説明する図である。図３には、ゲート設備全体３００、発券機等３０２、遮断棒３０４、アイランド３０６、車両１、運転者２、運転者シート１０、運転者２の左右の肩関節を通る線Ｅ１、発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１、運転者２の右の肩関節を中心とする扇形の範囲Ｇ１が示されている。図３に示す停車位置において、運転者２の左右の肩関節を通る線Ｅ１と発券機等の手前の側面の延長線Ｊ１は重なっている。

ゲート設備３００における発券機等３０２は、路面から所定の高さを有するアイランド３０６上に設置されている。また、ゲート設備３００は、ゲートの出口を開閉するための遮断棒３０４を備える。

運転者２が車内から手を伸ばして発券機等３０２の操作部を操作できる為には、運転制御部１０４は、車両１を、発券機等３０２の近くに幅寄せするだけでなく、発券機等３０２に対して適切な位置で停車させる必要がある。発券機等３０２に対して適切な位置とは、運転者シート１０に座っている運転者２が、発券機等３０２の操作部を視認し、車内から手を伸ばして発券機等３０２を操作できる位置である。手を伸ばして届く範囲は、典型的には、肩関節を中心とする扇状の範囲であるが、肩関節よりも後方は、視認性が悪く、腕の動きも制限されるので、発券機等３０２は、肩関節よりも前方の扇状の範囲Ｇ１に位置することが好ましい。

発券機等３０２の操作部は車両１の側を向いた面にあるので、発券機等３０２の手前の（運転者２に近い方の）側面の延長線Ｊ１が運転者２の肩関節を通るように車両１を停車させることができれば、運転者２は姿勢を変えることなく操作部全体を視野内に収める事が可能になり、車内から手を伸ばして容易に発券機等３０２を操作することができる。

しかし、運転者２の肩関節の位置を直接的に知ることは難しい。そこで、停車位置決定部１０２は、運転者シート１０の位置に基づいて運転者２の肩関節の推定位置を算出し、発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１上に、その算出した運転者２の肩関節の推定位置が並ぶ位置を、車両１の停車位置とする。

上述の図３を用いた説明は、車両１が右ハンドル車の場合、すなわち、運転者シート１０が車両１内の右側にある場合の説明である。車両１が左ハンドル車の場合は、左右を入れ替えた説明となる。すなわち、左ハンドル車の場合は運転者シート１０が車両１内の左側にあるので、右ハンドル車の場合の発券機等３０２Ａを、左ハンドル車の場合の発券機等３０２Ｂと読み替え、車両１はゲートの左寄りに停車するものとして説明すればよい。

図４は、運転者２の肩関節の推定位置と運転者シート１０との位置関係を示す図である。

運転者シート１０は、前後方向に調整可能である。また、運転者シート１０のシートバック１２は、傾きθを調整可能である。運転者２は、自分の体格に合わせて、運転者シート１０の前後方向の位置、及びシートバック１２の傾きθを調整する。

電動アジャスト機能付きの運転者シートの場合、運転者シート１０の前後方向の位置とシートバックの傾きθとは、運転者シートの初期状態とアジャスト操作による変化量とから計算することができる。

運転者シート１０のヒンジ１６の位置からシートバック１２の肩の位置までの前後方向の距離Ｌ２は、例えば次式で算出することができる。ここで、Ｈ３は車両床面から肩関節までの高さ、Ｈ０は車両床面から運転者シート１０のヒンジ１６までの高さを表す。

Ｌ２＝（Ｈ３−Ｈ０）×ｔａｎθ ・・・（式１）

車両床面から肩関節までの高さＨ３は、例えば次式で算出することができる。ここで、Ｈ１は車両床面からハンドル１４の上端までの高さ、Ｈ２は車両床面からハンドル１４の下端までの高さを表す。

Ｈ３＝（Ｈ１×３＋Ｈ２）／４ ・・・（式２）

上記の式は典型的な運転姿勢を前提としたものであるが、運転姿勢の典型は国や地域、車両の車種によって異なるので、実情に合わせて変形してよい。ハンドル１４の高さが調整可能である場合、肩関節の高さＨ３は上記の式２に基づく変数となるが、標準的なハンドル高さと標準的な運転姿勢を仮定して、Ｈ３を定数として扱っても良い。これはシートバック１２の傾きθが通常は比較的小さい事により、肩関節の高さＨ３の誤差が肩の位置までの距離Ｌ２に与える影響が小さくなるからである。

図中のＬ４で示す通り、運転者の肩関節の位置は、シートバックの厚みと運転者自身の肩の厚みとによって、シートバック１２の肩の位置から前方にオフセットしている。シートバック１２の肩の位置から運転者の肩関節までの前後方向の距離Ｌ４は、シートバックの寸法と車種毎に想定される運転者の体形を仮定して値を決めればよい。

フロントカメラ２２から肩関節までの前後方向の距離の推定値Ｌ３は、例えば次の式で算出することができる。ここで、Ｌ１はフロントカメラ２２から運転者シート１０のヒンジ１６までの水平距離を表す。

Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ４ ・・・（式３）

停車位置決定部１０２は、カメラ画像から、フロントカメラ２２が発券機等３０２Ａの手前の側面の延長線上に並んだ時点を検知すると、フロントカメラ２２から肩関節の推定位置までの前後方向の距離Ｌ３を停車までに進むべき距離として、運転制御部１０４へ渡す。

運転制御部１０４は、前記のフロントカメラ２２が発券機等３０２Ａの手前の側面の延長線上に並んだ時点から、この受け取った距離Ｌ３だけ車両１を前進させた後、当該車両１を停車させる。車両１の移動量は、車輪の回転角に基づいて測定することができる。

これにより、発券機等３０２Ｂの手前の側面の延長線Ｊ１が運転者２の肩関節を通る位置に、車両１を停車させることができる。したがって、運転者２は車内から手を伸ばして発券機等３０２を操作することができる。

図５は、停車支援処理の一例を示すフローチャートである。

運転者２がＨＭＩ１４を操作して停車支援スイッチをＯＮにすると、停車支援モードがＯＮになり（ＳＴ１００）、停車支援処理が開始される。なお、停車支援モードがＯＮになる契機は、運転者２の操作による停車支援スイッチのＯＮに限られない。例えば、車両１が駐車場の敷地内に進入したことを契機として、停車支援モードがＯＮになってもよい。

次に、運転制御部１０４は、フロントカメラ２２やアクティブセンサ２４等から受け取った情報に基づいて、車両１を、車線両端から安全な距離に保ち、低速走行させる（ＳＴ１０２）。以下の処理は低速走行中に実行される。

次に、ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、ゲート設備３００に設けられている遮断棒３０４を認識する（ＳＴ１０４）。当該処理の更なる説明については後述する（図６参照）。

次に、ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、ＳＴ１０４で認識した遮断棒３０４の位置に基づいて、ゲート設備３００に設けられている発券機等３０２及びアイランド３０６を認識する（ＳＴ１０６）。当該処理の更なる説明については後述する。

次に、幅寄せ進路生成部１０８は、ＳＴ１０６で認識したアイランド３０６の位置に基づいて、車両１の、アイランド３０６への幅寄せ進路を生成する（ＳＴ１０８）。当該処理の更なる説明については後述する（図７〜図１０参照）。

次に、運転制御部１０４は、ＳＴ１０８で算出したアイランド３０６へ幅寄せ進路に基づいて、車両１を、アイランド３０６に幅寄せする（ＳＴ１１０）。当該処理の更なる説明については後述する（図１１参照）。

次に、ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、フロントカメラが発券機等３０２の手前側の側面の延長線上に並んだ時点を特定する（ＳＴ１１２）。

次に、停車位置決定部１０２は、運転者シート１０の位置に基づいて、前記時点以降の車両１の移動量を決定する（ＳＴ１１４）。

次に、運転制御部１０４は、車両１を、ＳＴ１１４で算出された移動量だけ低速走行させる。（ＳＴ１１６）。

次に、運転制御部１０４は、車両１が上記移動量だけ走行した時点で当該車両１を停車させ、停車支援モードをＯＦＦにする（ＳＴ１１８）。ＳＴ１１２〜ＳＴ１１８の処理は、上述で説明したとおりであるが、更なる説明については後述する（図１２〜図１４参照）。

以上の処理により、運転手が車内から手を伸ばして発券機等３０２を操作できる適切な位置に、車両１を停車させることができる。

＜遮断棒の認識＞
図６は、遮断棒認識処理の一例を示すフローチャートである。当該処理はＳＴ１０４の説明に相当する。

遮断棒３０４は、赤と白又は黄と黒の様に、警戒色を含む２色で交互に着色されており、ゲート設備３００に含まれる各設備の中でも特に目立つため、認識しやすい。そこで、ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、まずは遮断棒３０４を認識する。これにより、ゲート設備３００及び発券機等３０２の認識精度が向上する。

次に、図６を参照しながら、ゲート設備認識部１０６が、カメラ画像から遮断棒３０４を認識する処理の一例を述べる。

ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、警戒色の領域を抽出する（ＳＴ２００）。例えば、ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像から、色相が赤色から黄色までの範囲内であり、かつ、輝度が閾値以上である画素を、警戒色の領域として抽出する。輝度の閾値を設けているのは、暗部の色雑音の影響を抑えるためである。

次に、ゲート設備認識部１０６は、ＳＴ２００で抽出した警戒色の領域が直線上に分布しているか否かを判定する（ＳＴ２０２）。つまり、警戒色の領域が棒状であるか否かを判定する。例えば、ゲート設備認識部１０６は、抽出した画素の連続性を判定し、一定以上の連続した領域を形成しない画素群を、判定対象から除外する。そして、ゲート設備認識部１０６は、その連続した領域を長方形のパターンに当てはめ、長辺と短辺の比が２以下である領域を、判定対象から除外する。

ＳＴ２０２の判定結果がＮＯの場合、ゲート設備認識部１０６は、ＳＴ２００で抽出した警戒色の領域は、ゲート設備３００に係る遮断棒３０４でないと判定し（ＳＴ２１０）、本処理を終了する。

ＳＴ２０２の判定結果がＹＥＳの場合、ゲート設備認識部１０６は、次に、ＳＴ２００で抽出した警戒色の領域が、上記の直線上において、周期的に（色が交互に）分布しているか否かを判定する（ＳＴ２０４）。例えば、ゲート設備認識部１０６は、上記の長方形の長辺を延長した線上で、別の長方形の領域を探し、３個以上の長方形の領域が同一線上にあるものを、遮断棒３０４として抽出する。

ＳＴ２０４の判定結果がＮＯの場合、ゲート設備認識部１０６は、ＳＴ２００で抽出した警戒色の領域は、ゲート設備３００に係る遮断棒３０４でないと判定し（ＳＴ２１０）、本処理を終了する。

ＳＴ２０４の判定結果がＹＥＳの場合、ゲート設備認識部１０６は、次に、ＳＴ２００で抽出した警戒色の領域が、ゲート設備３００に係る遮断棒３０４であるか否かを判定する（ＳＴ２０６）。例えば、ゲート設備認識部１０６は、カメラ画像において、遮断棒３０４の位置を起点とし、その手前に直方体の物体（発券機等３０２）が存在するか否かを判定する。

警戒色の領域の手前に所定の閾値を越える高さの直方体の物体（つまり発券機等３０２）が存在する場合（ＳＴ２０６：ＹＥＳ）、ゲート設備認識部１０６は、当該警戒色の領域はゲート設備３００に係る遮断棒３０４であると判定し（ＳＴ２０８）、本処理を終了する。

警戒色の領域の手前に所定の閾値を超える高さの直方体の物体（つまり発券機等）が存在しない場合（ＳＴ２０６：ＮＯ）、ゲート設備認識部１０６は、当該警戒色の領域はゲート設備３００に係る遮断棒３０４でない（例えば進入禁止を示すために置かれた単なるポールである）と判定し（ＳＴ２１０）、本処理を終了する。

ゲートは順方向からしか進入できず、逆方向からは進入できない一方通行である。順方向のゲートと逆方向のゲートとでは、遮断棒３０４と発券機等３０２との前後関係が逆になるので、ＳＴ２０６においては、遮断棒３０４の手前に発券機等３０２が存在するか否かを判定することにより、逆方向のゲートを順方向のゲートと誤認することを防止している。つまり、発券機等３０２が遮断棒３０４の手前にあれば順方向のゲートと判定され、発券機等３０２が遮断棒３０４の手前になければ、遮断棒３０４は進入禁止を示すポールであると判定される。

上記の説明はカメラ画像から遮断棒３０４および発券機等３０２を認識する動作を説明したが、アクティブセンサ２４から得られる距離情報を加えて、発券機等３０２と遮断棒３０４の前後関係を認識しても良い。カメラ以外の検知手段の援用は、以後に述べる発券機等及びアイランドの認識についても同様に推奨される。

以上の処理により、ゲート設備３００に係る遮断棒３０４を認識することができる。

なお、ゲートを認識した場合は、ＨＭＩ１４のディスプレイにフロントカメラ２２で撮影した画像と、その認識したゲートを囲む赤枠とを表示し、「このゲートに進む」旨を音声で運転者２に通知してもよい。これにより、運転者２は、車両１がこれから進入するゲートを知ることができる。

＜発券機等及びアイランドの認識＞
次に、図３を参照しながら、発券機等３０２及びアイランド３０６の認識方法を説明する。この説明は、ＳＴ１０６の処理の説明に相当する。

ゲート設備３００は、典型的には、以下の構成である。

・発券機等３０２は、遮断棒３０４の手前に位置する。

・ゲート設備３００には、右ハンドル車用の発券機等３０２Ａと左ハンドル車用の発券機３０２Ｂの両方が設置されていることが多い。運転者シート１０の左右位置の情報が左であり、左ハンドル車用の発券機３０２Ｂが設置されていない場合は、ＥＣＵ２０はＨＭＩ１４に命令を与えて、助手席側から発券機等３０２Ａを操作可能か問い合わせを行う。運転者がＨＭＩ１４を操作して助手席側から操作する事を選択した場合には、ＨＭＩ１４は運転者シート１０の左右位置の情報を反転すると同時に、更新された運転者シート１０の左右位置の情報をＥＣＵ２０に通知する。前記の説明は運転者シート１０の左右位置の情報が右であり、右ハンドル車用の発券機３０２Ａが設置されていない場合にも、右／左とＡ／Ｂを入れ替えれば当てはまる。

発券機等が運転者シートの側に設置されておらず、かつ助手席側に乗員が居ない場合は、従来はスムーズな対応が困難であったが、本発明を適用すれば運転者が助手席に席を移して発券機等を操作することが可能である。ＥＣＵ２０は検知された発券機等の配置と運転者シート１０の左右位置の情報とが不一致である場合は一時停止し、ＨＭＩ１４で運転者が助手席に移動した後に左右位置の情報を変更するよう促し、運転者シート１０の左右位置の情報が発券機等の配置と一致するのを待って走行を再開する。この手順では運転者の離席中に車両は停止しているので安全上の問題は無い。以後の発券機等の前に停車させるまでの過程では運転操作をする必要が無いので、運転者シートが空席であっても支障はない。自動運転中に車両は低速で走行しており、手動で停車する必要が生じた時はＨＭＩ１４の操作により車両を停車させる事が出来る。ＨＭＩ１４の設計としては、音声コマンドで停車する仕様でもよいし、ディスプレイを叩けば押された部位に関わらず停車する仕様でもよい。

・発券機等３０２は、運転席から操作できるように、路面から約１３０ｃｍの高さがある。

・発券機等３０２と遮断棒３０４との間には、車両ナンバー読取機が設置されている場合がある。しかし、車両ナンバー読取機は、発券機等３０２よりも低い、路面から約１００ｃｍの高さにあり、発券機等３０２よりも小型であり、発券機等３０２よりも遮断棒３０４に近い位置にある。したがって、ゲート設備認識部１０６は、車両ナンバー読取機と発券機等３０２とを区別可能である。

・発券機等３０２は、車両との接触を予防するため、アイランド３０６と呼ばれる路面から１０ｃｍ程度かさ上げした台の上に設置されている。アイランド３０６の縁は赤や黄色の警戒色で縁取りされているので、カメラ画像上で容易に路面と識別できる。

＜幅寄せ進路の生成＞
以下、図７〜図１０を参照しながら、幅寄せ進路の生成方法について説明する。当該説明は、ＳＴ１０８の処理の説明に相当する。

図７は、直進でゲートに進入する場合におけるアイランド３０６への幅寄せ進路の生成方法を説明する図である。

車両１は、車線の中央付近、すなわち、車線端から左右同じ距離Ｗ１だけ離れた位置を走行している。

ここで、幅寄せ進路生成部１０８は、車両１の右前輪の地点Ｐ１と、右アイランド３０６Ａ及び左アイランド３０６Ｂの車両１に近い方の先端Ｐ３を結ぶ線Ｍ１上における右アイランド３０６Ａの内辺の延長線から幅寄せ距離Ｗ２（約１５ｃｍ）だけ離れた地点Ｐ２と、を結ぶ進路４００Ａを生成する。さらに、幅寄せ進路生成部１０８は、上記地点Ｐ２から右アイランド３０６Ａの内辺に平行な進路４００Ｂを生成する。そして、幅寄せ進路生成部１０８は、これら生成した進路４００Ａと進路４００Ｂとを結び、直進時の幅寄せ進路４００を生成する。なお、ＨＭＩ１４の操作により幅寄せ距離Ｗ２の設定値を増減する手段を設けても良いが、距離検出の精度や操縦の精度に応じて、設定値の下限を設けることが望ましい。

運転制御部１０４は、車両１の右前輪がこの幅寄せ進路４００を沿うように、車両操縦機構２８を操作する。これにより、車両１は、右アイランド３０６Ａから幅寄せ距離Ｗ２だけ離れた位置に、自動的に幅寄せされる。

なお、アイランド３０６の高さは車両１の最低地上高よりも低く設計されているので、アイランド３０６の上面と車両１の先端とが平面図上で重なっても接触しない。

また、アイランド３０６の先端Ｐ３から発券機等３０２までの距離は、車両１の前輪から当該車両１の先端までの距離よりも長く設計されているので、平面図上で左右のアイランド３０６の先端Ｐ３を結ぶ線Ｍ１まで車両１の前輪が進行しても、車両１は発券機等３０２に接触しない。

上述の図７を用いた説明は、車両１が右ハンドル車の場合、すなわち、運転者シート１０が車両１内の右側にある場合の説明である。車両１が左ハンドル車の場合は、左右を入れ替えた説明となる。すなわち、左ハンドル車の場合は、運転者シート１０が車両１内の左側にあるので、図７のアイランド３０６Ｂに幅寄せされる。また、幅寄せ進路は、左前輪が左アイランド３０６Ｂから幅寄せ距離Ｗ２だけ離れた位置に進む進路となる。

図８は、左折でゲートに進入する場合におけるアイランド３０６への幅寄せ進路の生成方法を説明する図である。

幅寄せ進路生成部１０８は、走行中の通路の右端から幅寄せ距離Ｗ２（約１５ｃｍ）だけ離れた線Ｍ２と、右アイランド３０６Ａの内辺から幅寄せ距離Ｗ２（約１５ｃｍ）だけ離れた線Ｍ３とに内接する半径が外輪最小回転半径ｒ１である進路４００Ｃ（円弧）を生成する。

さらに、幅寄せ進路生成部１０８は、右前輪の地点Ｐ４から、進路４００Ｃ（円弧）に接する進路４００Ｄ（円弧の接線）を生成する。さらに、幅寄せ進路生成部１０８は、右アイランド３０６の内辺に平行であって、進路４００Ｃ（円弧）に接する進路４００Ｅ（接線）を生成する。

幅寄せ進路生成部１０８は、これら生成した進路４００Ｄと進路４００Ｃと進路４００Ｅとを結び、左折時の幅寄せ進路４００を生成する。

運転制御部１０４は、車両１の右前輪がこの幅寄せ進路４００を沿うように、車両操縦機構２８を操作する。これにより、車両１は左折して右アイランド３０６Ａから幅寄せ距離Ｗ２だけ離れた位置に、自動的に幅寄せされる。

また、車両１は、右アイランド３０６Ａから離れた位置で旋回し終えるので、発券機等３０２に接触することなく、安全に幅寄せされる。

図９は、右折でゲートに進入する場合におけるアイランド３０６への幅寄せ進路の生成方法を説明する図である。

幅寄せ進路生成部１０８は、車両１の左前輪の地点Ｐ５を特定する。さらに、幅寄せ進路生成部１０８は、右アイランド３０６Ａの内辺の延長線に並行でＤ＝（内輪最小回転半径ｒ２−幅寄せ距離Ｗ２）だけ手前の線Ｍ４と、車線左端から幅寄せ距離Ｗ２（１５ｃｍ）だけ離れた車線に平行な線Ｍ５とが交わる地点Ｐ６を特定する。そして、幅寄せ進路生成部１０８は、地点Ｐ５と地点Ｐ６とを結ぶ進路４００Ｆを生成する。

さらに、幅寄せ進路生成部１０８は、地点Ｐ６から車線左端に平行な進路４００Ｇを生成する。

幅寄せ進路生成部１０８は、これら生成した進路４００Ｆと進路４００Ｇとを結び、車両１の右後輪が線分Ｍ４に到達するまでの左前輪の幅寄せ進路４００を生成する。

次に、車両１の右後輪が線分Ｍ４に到達した後の右後輪の幅寄せ進路の生成について説明する。

幅寄せ進路生成部１０８は、右後輪が線分Ｍ４に到達した地点Ｐ７から、ハンドル１４の舵角を右いっぱいに切ったときの右後輪の内輪最小回転半径ｒ２を半径とする進路４００Ｈ（円弧）を生成する。

また、幅寄せ進路生成部１０８は、右アイランド３０６Ａの内辺に平行であって、上記の進路４００Ｈ（円弧）に接する進路４００Ｉ（接線）を生成する。そして、幅寄せ進路生成部１０８は、これら生成した進路４００Ｈと進路４００Ｉとを結び、車両１の右後輪が線分Ｍ４に到達した後の右後輪の幅寄せ進路４００を生成する。

運転制御部１０４は、車両１の右後輪が線分Ｍ４に到達するまでは、車両１の左前輪が、左前輪の幅寄せ進路（進路４００Ｆ及び進路４００Ｇ）に沿うように、車両操縦機構２８を操作する。そして、運転制御部１０４は、車両１の右後輪が線分Ｍ４に到達した後は、車両１の後輪が、右後輪の幅寄せ進路（進路４００Ｈ及び進路４００Ｉ）に沿うように、車両操縦機構２８を操作する。これにより、車両１は右折して右アイランド３０６Ａから幅寄せ距離Ｗ２だけ離れた位置に、自動的に幅寄せされる。

また、車両１は、右アイランド３０６Ａから離れた位置で旋回し終えるので、車輪は右アイランド３０６Ａに接触することなく、安全に幅寄せされる。

上述の図８および図９を用いた説明は、車両１が右ハンドル車の場合、すなわち、運転者シート１０が車両１の右側にある場合の説明である。車両１が左ハンドル車の場合において、右折でゲートに入る時の説明は、図８の左折でゲートに進入する場合の図の右と左を入れ替え、また、左折でゲートに入る時の説明は図９の右折でゲートに進入する場合の図の右と左を入れ替えればよい。

図１０は、アイランド３０６への幅寄せ進路の生成方法の変形例を説明する図である。

図７〜図９は、予め幅寄せ進路を生成する例である。しかし、必ずしも全ての幅寄せ進路を最初に生成する必要は無い。ゲートへの進入前は、ゲートの通過に適した位置まで車両１を進行させる進路を生成し、車両１の進行中に、アイランドへの幅寄せ進路を生成してもよい。車両１がアイランド３０６に近づくにつれて、ゲート設備３００のより正確な位置等が判明するので、これによれば、より精度良く車両１を幅寄せすることができる。

例えば右折でゲートに進入する場合は、右アイランド３０６Ａの内辺の一部が発券機等３０２の陰になるので、延長線Ｍ６の推定が正確に出来ないことがある。そこで、最初の時点では右アイランド３０６Ａの内辺に最終的に寄せる部分は計算せず、車線左端に寄せる部分だけ計算する。

図１０において、幅寄せ進路生成部１０８は先ず、右アイランド３０６Ａの内辺を延長した線Ｍ６から、Ｂ＝車体長だけ手前の線Ｍ７において、前輪が車線左端から幅寄せ距離Ｗ２になるよう幅寄せする進路と、前輪がＭ７の線上に達したら車線左端から幅寄せ距離Ｗ２を保って直進する進路を生成し、以後の幅寄せ進路は計算しない。

車両１が車線左端から幅寄せ距離Ｗ２を保って直進する間、ゲート設備認識部１０６はフロントカメラで右アイランド３０６Ａの内辺の位置を観測する。フロントカメラが右アイランド３０６Ａの内辺を延長した線Ｍ６に達すると、右アイランド３０６Ａの内辺がフロントカメラに垂直な線として映るので、幅寄せすべき右アイランド３０６Ａの内辺を延長した線Ｍ６の位置を正確に特定できる。

ここで、幅寄せ進路生成部１０８は右アイランド３０６Ａの内辺を延長した線Ｍ６からＤ＝（内輪最小回転半径ｒ２−幅寄せ距離Ｗ２）だけ手前の線Ｍ４を求め、後輪がＭ４に達するまで更に直進させる進路と、後輪がＭ４に達した時点から内輪最小回転半径で右旋回する進路と、右前輪が右アイランド３０６Ａの内辺の延長線Ｍ６から幅寄せ距離Ｗ２だけ離れた位置に達するまで旋回した地点から、直進に移行する進路を生成する。この旋回を終えた時点で、右後輪もＭ６から幅寄せ距離Ｗ２だけ離れた位置に達しており、車体は右アイランド３０６Ａの内辺に平行になっているので、後は直進すればよい。

この様に、段階的に幅寄せ進路を生成すれば、見通しが悪い場合でも正確に幅寄せ進路を生成することが出来る。

＜幅寄せの補正＞
図１１は、車両１と発券機等３０２との間の距離の検出、及び、車両１の回避動作を説明する図である。

車両１から突出しているサイドミラー５００の長さと、アイランド３０６の内辺から発券機等３０２までの距離と、幅寄せ距離Ｗ２との関係に基づいて、サイドミラー５００が発券機等３０２に接触しないように、幅寄せ距離を補正してもよい。

例えば、車両１の右前方に備えられているアクティブセンサ２４で発券機等３０２と車両１との距離を測定し、もしこのまま進むと接触の恐れがあると判断した場合、運転制御部１０４は、幅寄せ距離Ｗ２を、車両１が接触しない距離に広げ（補正し）、発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１から先は、前輪が上記補正後の幅寄せ距離Ｗ２’だけ離れて進むように、車両操縦機構２８を操作する。

サイドミラー５００は前輪より少し後方に位置するので、発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１の位置において、前輪が安全な上記補正後の幅寄せ距離Ｗ２’だけ発券機等３０２から離れていれば、その後方にあるサイドミラー５００は発券機等３０２に接触しない。なお、アクティブセンサ２４による測定の結果、接触の恐れがなければ、当該回避動作は不要である。

なお、上述の説明は、文中の右と左を入れ替えることで、左ハンドル車の場合の説明となる。

＜幅寄せの補足＞
上記では、直線と円弧の組み合せで幅寄せ進路を生成する例を説明した。しかし、進路変更によって乗員が受ける加速度を軽減するために、幅寄せ進路生成部１０８は、変曲点が滑らかになるように幅寄せ進路を生成及び補正してもよい。

また、ＥＣＵ２０は、車線端への接近及び／又は旋回等で乗員が不安を感じないように、変曲点の手前では、ＨＭＩ１４に命令して「右に寄せます」、「左に曲がります」等の音声による予告を行ってもよい。

また、運転制御部１０４のよる車両操縦機構２８の操作には、車両１の旋回だけでなく、車両１の速度調整も含まれる。例えば、運転制御部１０４は、進行方向に人又は車を検知した場合、車両１を減速又は停車させるのが当然の制御である。また、運転制御部１０４は、路面の勾配等で速度が低下した場合、車両１を加速させる制御を行う。また、運転者が乗員の快適のために意識的／無意識的に行う加減速制御を加えても良い。例えば、運転制御部１０４は、半径の小さなカーブの前に、遠心力を低減させるために減速させ、直進に戻るときに加速させる。これら加減速の制御は運転シートの位置が右か左かに依存しない。

＜停車位置の決定＞
次に、停車位置の決定方法について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。この説明は、ＳＴ１１４〜ＳＴ１１８の処理の説明に相当する。

なお、ここでは、車両１の前進及び停車の制御についてのみ説明するが、上述のサイドミラー５００の接触の回避動作のように、車両１の左右方向の位置も同時に制御される。また、上述のサイドミラー５００の接触の回避動作、又は、ゲートの直前における旋回動作等の影響により、ゲートに進入した時点で車両１が若干、発券機等３０２に対して斜めになっている場合も考えられるが、この調整については、本説明の趣旨から外れるので省略する。

図１２は、車両１のフロントカメラ２２とアイランド３０６の先端Ｐ３を結ぶ線Ｍ１とが並んだ時点の状態を示す図である。図１３は、車両１のフロントカメラ２２が発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１に並んだ時点の状態を示す図である。

停車位置決定部１０２は、図１２に示すように、カメラ画像から、フロントカメラ２２の右端（フロントカメラ２２から進行方向に対して右９０度の方向）にアイランド３０６の先端Ｐ３を検出すると、発券機等３０２の位置の特定を開始する。なお、この時点において、車両１はアイランド３０６に対して幅寄せされているので、運転制御部１０４は、所定の徐行速度以下で車両１を進める。所定の徐行速度は、例えば、時速６ｋｍである。

次に、停車位置決定部１０２は、図１３に示すように、カメラ画像から、フロントカメラ２２が発券機等３０２Ａの手前側の側面の延長線Ｊ１上に並んだ時点を検出する。この時点で、図４を用いて説明した、フロントカメラ２２から肩関節の推定位置までの前後方向の距離Ｌ３を、この時点からの移動量として運転制御部１０４へ渡す。

運転制御部１０４は、停車位置決定部１０２から受け取った距離Ｌ３だけ車両１を進行させた後、車両１を停車させる。これにより、図３に示すように、発券機等３０２の手前の延長線Ｊ１が運転者２の肩関節を通る位置に、車両１を停車させることができる。したがって、運転者２は、車内から手を伸ばして発券機等３０２の操作部を操作することができる。

なお、運転シート１０が車両１内の左側に位置する場合は、停車位置決定部１０２はフロントカメラ２２の左端に映る発券機等３０２Ｂの輪郭線を検出して距離Ｌ３を算出すればよい。

図１４は、車両のフロントカメラが発券機等３０２の手前側の側面の延長線Ｊ１上に並んだ時点を検知する方法を説明する図である。図１４の左側の列は上方から見たフロントカメラ２２と発券機等３０２との位置関係を示し、右側の列は対応する位置関係の時にカメラに映る発券機の映像を示す。上の行（Ａ）は車両のフロントカメラ２２が発券機等３０２の手前側の側面の延長線Ｊ１より手前にある場合を示し、下の行（Ｂ）は車両のフロントカメラ２２が発券機等３０２の手前側の側面の延長線Ｊ１上に並んでいる場合を示す。

停車位置決定部１０２は、カメラ画像から識別した発券機等３０２の輪郭線の変化点の検知により、発券機等３０２の手前側の側面の位置を特定する。具体的には、車両のフロントカメラが発券機等３０２の手前側の側面の延長線Ｊ１上に並んだ時刻を特定するのであるが、時刻の特定により車両の位置が特定できるので、実質的に位置を特定するのと同じである。

典型的には、発券機等３０２は目立つ色で塗装されているので、停車位置決定部１０２は、カメラ画像から発券機等３０２の輪郭線を抽出することができる。

発券機等３０２よりも手前にフロントカメラ２２が位置する場合、図１４の（Ａ）に示すように、カメラ画像には発券機等３０２の右側面Ｑ１が撮像され、当該右側面Ｑ１の境界を示す２本の縦の輪郭線Ｓ１、Ｓ２が撮像される。

発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１上にフロントカメラ２２が並んで位置する場合、図１４の（Ｂ）に示すように、カメラ画像には発券機等３０２の右側面Ｑ１が撮像されず、当該右側面Ｑ１の境界を示す１本の縦の輪郭線Ｓ１のみが撮像される。

したがって、停車位置決定部１０２は、カメラ画像上で発券機等３０２の右側面Ｑ１が見えなくなったタイミング、又は、発券機等３０２の右側面Ｑ１の輪郭線が１本になったタイミングを検出する事により、図４及び図１３に示す状態になった時点を特定することができる。この時点から、フロントカメラ２２から肩関節の推定位置までの前後方向の距離Ｌ３だけ進めば、発券機等３０２の右側面Ｑ１の延長線上に肩関節の推定位置が並ぶこととなる。即ち、発券機等３０２の手前の側面の延長線Ｊ１上にフロントカメラ２２が並んで位置した時点の車両位置から、距離Ｌ３だけ直進した位置が最適な停車位置である。

以上は運転シートの位置が右の場合の説明であるが、運転シート１０が車両１内の左側に位置する場合は、停車位置決定部１０２が処理する発券機等３０２の像は、左側の発券機等３０２Ｂの像となり、図１４の図は左右を反転した図となる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、車両１を、発券機等３０２に幅寄せするだけでなく、運転者２が姿勢を変えることなく発券機等３０２を操作できる最適な前後位置に自動走行させて停車させることが可能であり、停車するまでの過程を通じて、運転者２はアクセル等の操作を必要としない。よって、運転者２の運転の負担を軽減すると同時に、無理な姿勢変更に伴ってアクセルをブレーキと踏み違える等の事故を予防できる。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲を実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

本発明に係る車両制御装置、方法、プログラム及び記録媒体は、運転者の負担が軽減するので、自動運転装置及び運転支援装置への適用に好適である。

１ 車両
２ 運転者
１０ 運転者シート
１２ シートバック
１４ ＨＭＩ
２０ ＥＣＵ
２２ フロントカメラ
２４ アクティブセンサ
２６ ネットワーク
２８ 車両操縦機構
１０２ 停車位置決定部
１０６ ゲート設備認識部
１０８ 幅寄せ経路生成部
１０４ 運転制御部
３００ ゲート設備
３０２ 発券機等
３０４ 遮断棒
３０６ アイランド
Ｅ１ 運転者の左右の肩関節を通る線
Ｇ１ 運転者の右の肩関節を中心とする扇形の範囲
Ｊ１ 発券機等の手前の側面の延長線
Ｌ３ フロントカメラから肩関節の推定位置までの前後方向の距離

Claims (9)

1. ゲート設備の位置と運転者シートの位置情報とに基づいて、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する停車位置決定部と、
   前記車両を前記決定された停車位置に停車させる運転制御部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記運転者シートの位置情報は、運転者シートが右側又は左側の何れにあるかを示す左右位置の情報を含み、
   前記停車位置決定部は、前記運転者シートの左右位置の情報に従って、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記運転者シートの位置情報は、運転者シートの前後方向の位置の情報を含み、
   前記停車位置決定部は、前記シートの位置情報から求められた前記運転者の肩関節の推定位置に基づいて、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する、
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記停車位置決定部は、前記運転者シートの位置情報を変更する手段によって変更された前記シートの位置情報に従って、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する、
   請求項１乃至３に記載の車両制御装置。
5. 前記ゲート設備は、発券機又は精算機を含み、
   前記停車位置決定部は、前記発券機又は精算機の手前側の側面の延長線上に、前記運転者の肩関節の推定位置が並ぶ位置を、前記車両の停車位置に決定する、
   請求項１乃至４に記載の車両制御装置。
6. 前記ゲート設備は、遮断棒を備えており、
   前記停車位置決定部は、前記遮断棒の位置に基づいて前記ゲート設備の位置を特定する、
   請求項１乃至５の何れかに記載の車両制御装置。
7. ゲート設備の位置と運転者シートの位置情報とに基づいて、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する停車位置決定ステップと、
   前記車両を前記決定された停車位置に停車させる運転制御ステップと、
   を備える車両制御方法。
8. コンピュータに、
   ゲート設備の位置と運転者シートの位置情報とに基づいて、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する停車位置決定処理と、
   前記車両を前記決定された停車位置に停車させる運転制御処理と、
   を実行させる車両制御プログラム。
9. コンピュータに、
   ゲート設備の位置と運転者シートの位置情報とに基づいて、前記ゲート設備に対する車両の停車位置を決定する停車位置決定処理と、
   前記車両を前記決定された停車位置に停車させる運転制御処理と、
   を実行させる車両制御プログラムを記録した非一過性の記録媒体。

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