以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。実施形態では、車両システムが自動運転(自律運転)可能な自動運転車両に適用されたものとする。自動運転は、乗員による操作を原則として必要としない状態で車両が走行することをいい、運転支援の一種であると考えられる。なお、車両は手動運転により走行することもできる。以下の説明において、「乗員」とは、運転席すなわち運転操作子が設けられたシートに着座した乗員を指すものとする。
本実施形態における運転支援の度合には、例えば、第1の度合と、第2の度合と、第3の度合とを含む。第1の度合の運転支援は、ACC(Adaptive Cruise Control System)やLKAS(Lane Keeping Assistance System)等の運転支援装置が作動することで実行する運転支援である。第2の度合の運転支援は、第1の度合よりも制御度合が高く、乗員が車両の運転操作子に対する操作を行わずに、車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御して自動運転を実行するが、乗員に周辺監視義務を課す運転支援である。第3の度合の運転支援は、第2の度合よりも制御度合が高く、乗員に周辺監視義務を課さない運転支援である。本実施形態において、第2の度合および第3の度合の運転支援が自動運転に相当する。
[全体構成]
図1は、実施形態の車両制御システムを含む車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両(以下、自車両Mと称する)は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、カメラ10と、レーダ装置12と、ファインダ14と、物体認識装置16と、通信装置20と、ナビゲーション装置50と、MPU(Map Positioning Unit)60と、車両センサ70と、運転操作子80と、車室内カメラ90と、マスター制御部100と、運転支援制御部200と、自動運転制御ユニット300と、HMI(Human Machine Interface)400と、走行駆動力出力装置500と、ブレーキ装置510と、ステアリング装置520と、とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
カメラ10は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ10は、車両システム1が搭載される自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ10は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。後方を撮像する場合、カメラ10は、リアウインドシールド上部やバックドア等に取り付けられる。側方を撮像する場合、カメラ10は、ドアミラー等に取り付けられる。カメラ10は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ10は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、自車両Mの周辺にミリ波等の電波を放射するとともに、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置12は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置12は、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ14は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するLIDAR(Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging)である。ファインダ14は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置16は、認識結果を運転支援制御部200および自動運転制御ユニット300に出力する。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi−Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等を利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。また、通信装置20は、車外の人物が所持する端末装置と通信する。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機51と、ナビHMI52と、経路決定部53とを備え、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置に第1地図情報54を保持している。GNSS受信機は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ70の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI52は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。ナビHMI52は、後述するHMI400と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部53は、例えば、GNSS受信機51により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI52を用いて乗員により入力された目的地までの経路(例えば、目的地まで走行するときの経由地に関する情報を含む)を、第1地図情報54を参照して決定する。第1地図情報54は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第1地図情報54は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報等を含んでもよい。経路決定部53により決定された経路は、MPU60に出力される。また、ナビゲーション装置50は、経路決定部53により決定された経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置50は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。また、ナビゲーション装置50は、通信装置20を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61として機能し、HDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に第2地図情報62を保持している。推奨車線決定部61は、ナビゲーション装置50から提供された経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報62を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部61は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部61は、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報62は、第1地図情報54よりも高精度な地図情報である。第2地図情報62は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報62には、道路情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、非常駐車帯の領域、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置(経度、緯度、高さを含む3次元座標)、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。第2地図情報62は、通信装置20を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
車両センサ70は、自車両Mの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。
運転操作子80は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含んでよい。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、マスター制御部100、運転支援制御部200、自動運転制御ユニット300、もしくは、走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520のうち、何れか一つまたは複数に出力される。
車室内カメラ90は、例えば、車室内に設置されたシートに着座する乗員(特に、運転席に着座する乗員)の顔を中心に撮像する。車室内カメラ90は、CCDやCMOS等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ90は、例えば、周期的に乗員を撮像する。車室内カメラ90の撮像画像は、マスター制御部100に出力される。
[各種制御装置]
車両システム1は、制御系の構成の一部として、例えば、マスター制御部100と、運転支援制御部200と、自動運転制御ユニット300とを備える。なお、マスター制御部100は、運転支援制御部200または自動運転制御ユニット300のどちらかに統合されてもよい。
[マスター制御部]
マスター制御部100は、運転支援の度合の切り替えと、それに関連するHMI400の制御等を行う。マスター制御部100は、例えば、切替制御部110と、HMI制御部120と、操作子状態判定部130と、乗員状態監視部140とを備える。切替制御部110、HMI制御部120、操作子状態判定部130、および乗員状態監視部140は、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することで実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
切替制御部110は、例えば、HMI400に含まれる所定のスイッチ(例えば後述するメインスイッチおよびオートスイッチ)から入力される操作信号に基づいて運転支援の度合を切り替える。また、切替制御部110は、例えば、アクセスペダルやブレーキペダル、ステアリングホイール等の運転操作子80に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転支援をキャンセルして手動運転に切り替えてもよい。切替制御部110の機能の詳細については後述する。
なお、切替制御部110は、行動計画生成部323により生成される行動計画に基づいて、運転支援の度合を切り替えてもよい。例えば、切替制御部110は、行動計画によって規定される自動運転の終了予定地点で、運転支援を終了するようにしてもよい。
HMI制御部120は、運転支援の度合の切り替えに関連する通知等を、HMI400に出力させる。また、HMI制御部120は、操作子状態判定部130または乗員状態監視部140の一方または双方による判定結果に関する情報を、HMI400に出力させてもよい。また、HMI制御部120は、HMI400により受け付けられた情報を運転支援制御部200または自動運転制御ユニット300の一方または双方に出力してもよい。HMI制御部120の機能の詳細については後述する。
操作子状態判定部130は、例えば、運転操作子80に含まれるステアリングホイールが操作されている状態(具体的には、現に意図的な操作を行っている場合、直ちに操作可能な状態、または把持状態を指すものとする)であるか否かを判定する。操作子状態判定部130の機能の詳細については後述する。
乗員状態監視部140は、車室内カメラ90の撮像画像に基づいて、自車両Mの少なくとも運転席に着座した乗員の状態を監視する。乗員状態監視部140は、例えば、当該乗員が自車両Mの周囲を監視しているか否かを判定する。乗員状態監視部140の機能の詳細については後述する。
[運転支援制御部]
運転支援制御部200は、第1の度合の運転支援を実行する。運転支援制御部200は、例えば、ACCやLKASその他の運転支援制御を実行する。例えば、運転支援制御部200は、ACCを実行する際には、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して入力される情報に基づいて、自車両Mと、前走車両との車間距離を一定に保った状態で走行するように走行駆動力出力装置500およびブレーキ装置510を制御する。すなわち、運転支援制御部200は、前走車両との車間距離に基づく加減速制御(速度制御)を行う。また、運転支援制御部200は、LKASを実行する際には、自車両Mが、現在走行中の走行車線を維持(レーンキープ)しながら走行するようにステアリング装置520を制御する。すなわち、運転支援制御部200は、車線維持のための操舵制御を行う。第1の度合の運転支援の種類に関しては、運転操作子80への操作を要求しない自動運転(第2の度合および第3の度合)以外の種々の制御を含んでよい。
[自動運転制御ユニット]
自動運転制御ユニット300は、第2の度合および第3の度合の運転支援を実行する。自動運転制御ユニット300は、例えば、第1制御部320と、第2制御部340とを備える。第1制御部320と、第2制御部340とは、それぞれ、CPU等のプロセッサがプログラムを実行することで実現される。また、これらの各機能部のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
第1制御部320は、例えば、外界認識部321と、自車位置認識部322と、行動計画生成部323とを備える。
外界認識部321は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して入力される情報に基づいて、他車両(周辺車両)の位置および速度、加速度等の状態を認識する。他車両の位置は、その他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。他車両の「状態」とは、他車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。
外界認識部321は、上述した周辺車両、障害物(例えば、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者等の人物)、道路形状、その他の物体のうち、少なくとも一つを認識してもよい。
自車位置認識部322は、例えば、自車両Mが走行している車線(走行車線)、並びに走行車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部322は、例えば、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ10によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置50から取得される自車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。
そして、自車位置認識部322は、例えば、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。図2は、自車位置認識部322により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部322は、例えば、自車両Mの基準点(例えば重心)の走行車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の走行車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部322は、走行車線L1の何れかの側端部に対する自車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部322により認識される自車両Mの相対位置は、推奨車線決定部61および行動計画生成部323に提供される。
行動計画生成部323は、自車両Mが目的地等に対して自動運転を行うための行動計画を生成する。例えば、行動計画生成部323は、推奨車線決定部61により決定された推奨車線を走行するように、且つ、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自動運転制御において順次実行されるイベントを決定する。実施形態の自動運転におけるイベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、低速度(例えば60[km/h]以下)を条件に、前走車両に追従する低速追従イベント、自車両Mの走行車線を変更する車線変更イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、合流地点で車両を合流させる合流イベント、道路の分岐地点で自車両Mを目的の方向に走行させる分岐イベント、自車両Mを緊急停車させる緊急停車イベント等がある。また、これらのイベントの実行中に、自車両Mの周辺状況(他車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄等)に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。
行動計画生成部123は、自車両Mが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、所定の走行距離ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
図3は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部323は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前(イベントの種類に応じて決定されてよい)に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント等を起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。
また、行動計画生成部323は、車線変更イベントを起動すると、車線変更のための目標軌道を生成する。図4および図5は、車線変更の際の処理について説明するための図である。まず、行動計画生成部323は、自車両Mが走行する車線(自車線)L1に対して隣接する隣接車線であって、車線変更先の隣接車線L2を走行する他車両から2台の他車両を選択し、これらの他車両の間に車線変更ターゲット位置TAsを設定する。以下、隣接車線において車線変更ターゲット位置TAsの直前を走行する他車両を前方基準車両mBと称し、隣接車線において車線変更ターゲット位置TAsの直後を走行する他車両を後方基準車両mCと称して説明する。車線変更ターゲット位置TAsは、自車両Mと前方基準車両mBおよび後方基準車両mCとの位置関係に基づく相対的な位置である。
図4の例では、行動計画生成部323が車線変更ターゲット位置TAsを設定した様子を示している。図中、mAは前走車両を表し、mBは前方基準車両を表し、mCは後方基準車両を表している。また、矢印dは自車両Mの進行(走行)方向を表している。図4の例の場合、行動計画生成部323は、隣接車線L2上において、前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間に車線変更ターゲット位置TAsを設定する。
次に、行動計画生成部323は、車線変更ターゲット位置TAsに(すなわち前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間に)車線変更が可能か否かを判定するための一次条件を満たすか否かを判定する。
一次条件は、例えば、隣接車線に設けた禁止領域RAに他車両が一部でも存在せず、且つ、自車両Mと、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCとのTTCがそれぞれ閾値よりも大きいことである。なお、この判定条件は、自車両Mの側方に車線変更ターゲット位置TAsを設定した場合の一例である。一次条件を満たさない場合、行動計画生成部323は、車線変更ターゲット位置TAsを再設定する。この際に、一次条件を満たすような車線変更ターゲット位置TAsが設定できるタイミングまで待機したり、或いは車線変更ターゲット位置TAsを変更したり、車線変更ターゲット位置TAsの側方に移動するための速度制御が行われたりしてもよい。
図4に示すように、行動計画生成部323は、例えば、自車両Mを車線変更先の車線L2に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域RAを設定する。禁止領域RAは、車線L2の横方向の一端から他端まで延在する領域として設定される。
禁止領域RA内に他車両が存在しない場合、行動計画生成部323は、例えば、自車両Mの前端および後端を車線変更先の車線L2側に仮想的に延出させた延出線FMおよび延出線RMを想定する。行動計画生成部323は、延出線FMと前方基準車両mBの衝突余裕時間TTC(B)、および延出線RMと後方基準車両mCの衝突余裕時間TTC(C)を算出する。衝突余裕時間TTC(B)は、延出線FMと前方基準車両mBとの距離を、自車両Mおよび前方基準車両mBの相対速度で除算することで導出される時間である。衝突余裕時間TTC(C)は、延出線RMと後方基準車両mCとの距離を、自車両Mおよび後方基準車両mCの相対速度で除算することで導出される時間である。軌道生成部118は、衝突余裕時間TTC(B)が閾値Th(B)よりも大きく、且つ衝突余裕時間TTC(C)が閾値Th(C)よりも大きい場合に、一次条件を満たすと判定する。閾値Th(B)とTh(C)は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
一次条件を満たす場合、行動計画生成部323は、車線変更のための軌道の候補を生成する。図5の例では、行動計画生成部323は、前走車両mA、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCが所定の速度モデルで走行するものと仮定し、これら3台の車両の速度モデルと自車両Mの速度とに基づいて、自車両Mが前走車両mAと干渉せずに、将来のある時刻において前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間に位置するように軌道の候補を生成する。例えば、行動計画生成部323は、現在の自車両Mの位置から、将来のある時刻における前方基準車両mBの位置や、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で軌道点Kを所定個数配置する。この際、行動計画生成部323は、軌道点Kの少なくとも1つが車線変更ターゲット位置TAs内に配置されるように軌道を生成する。
各種場面において、行動計画生成部323は、複数の目標軌道の候補を生成し、その時点で目的地までの経路に適合する最適な目標軌道を選択する。
第2制御部340は、例えば、走行制御部342を備える。走行制御部342は、行動計画生成部323によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520を制御する。
HMI400は、車内の乗員に対して各種情報を提示するとともに、乗員による入力操作を受け付ける。HMI400は、例えば、各種表示装置、発光部、スピーカ、ブザー、タッチパネル、各種操作スイッチ、キー等のうち一部または全部を含む。また、HMI400には、乗員をシートに着座させた状態でシートベルトによって保持するシートベルト装置の一部が含まれてよい。HMI400の機能の詳細については後述する。
走行駆動力出力装置500は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置500は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)とを備える。ECUは、走行制御部342から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置510は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、走行制御部342から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置510は、運転操作子80に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置510は、上記説明した構成に限らず、走行制御部342から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。また、ブレーキ装置510は、油圧や電動等の複数系統のブレーキ装置を備えていてもよい。
ステアリング装置520は、例えば、ステアリングECUと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、走行制御部342から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
なお、手動運転時には、運転操作子80からの入力情報が、直接的に走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520に出力される。また、運転操作子80からの入力情報は、自動運転制御ユニット300を介して走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520に出力されてもよい。走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520の各ECUは、運転操作子80等からの入力情報に基づいて、それぞれの動作を行う。
[HMI400の構成]
以下、実施形態のHMI400の構成例について説明する。図6は、自車両MにおけるHMI400の一例を示す図である。HMI400は、例えば、第1の操作部410と、第2の操作部420と、発光部430R、430Lと、第3の操作部440と、第1の表示部450と、第2の表示部460と、HUD(Head Up Display)470とを備える。
第1の操作部410、第2の操作部420、および発光部430R、430Lは、運転操作子80の一つであるステアリングホイール82に設けられている。また、ステアリングホイール82には、把持センサ82Aが設けられている。把持センサ82Aは、例えば、ステアリングホイール82の周方向に沿うように設けられた静電容量センサである。把持センサ82Aは、検出対象の領域に物体が接近または接触したことを、静電容量の変化として検出する。把持センサ82Aは、静電容量の変化の度合が閾値以上である場合、所定の検出信号をマスター制御部100の操作子状態判定部130に出力する。この閾値は、例えば、乗員がステアリングホイール82を把持している場合に生じる静電容量よりも低い値に設定されている。また、把持センサ82Aは、閾値以上であるか否かに関わらずに、静電容量を示す検出信号を操作子状態判定部130に出力してもよい。
第1の操作部410は、例えば、メインスイッチ412と、オートスイッチ414とを備える。メインスイッチ412は、運転支援を開始可能な状態にするためのスイッチである。換言すれば後述する、運転支援を実行する前の準備段階における処理(内部処理)を開始するためのスイッチ、或いは運転支援を開始可能な状態か否かを判定することを可能にするためのスイッチである。
メインスイッチ412が操作された場合、自車両Mは、運転支援の実行をすぐに開始するのではなく、運転支援を実行する前の準備段階における処理を行う。準備段階における処理とは、例えば、物体認識の処理の開始(具体的にはカルマンフィルタの動作開始等)である。メインスイッチ412が操作されて運転支援が開始可能な状態となっている状態で(すなわち操作されてから、ある程度の時間が経過した後)オートスイッチ414が操作されると、運転支援のための制御が開始される。すなわち、オートスイッチ414は、運転支援が開始可能な状態において、実際に第1の度合の運転支援を開始させるためのスイッチである。
第2の操作部420は、画像付電話機能(テレビ電話機能)の提供を開始させるための操作スイッチ422を備える。発光部430R、430Lは、例えば、ステアリングホイール82の中央のボス部から環状のリム部に向かって延びるスポーク部に配置される。発光部430Rは、HMI制御部120の制御により点灯状態が制御される。
第3の操作部440は、例えば、乗員から見て手前側に突出する回動操作部442と、スイッチ操作部444とを備える。回動操作部442は、略円筒状に形成され、軸線回りに回転操作可能である。スイッチ操作部444は、回動操作部442の周辺や、回動操作部442の天面に設けられる。第3の操作部440は、回動操作部442の回転角度と回転速度を検出するエンコーダ等の図示しない回転センサと、スイッチ操作部444の変位を検出する図示しない変位センサとを備え、それぞれのセンサから出力される検出値をマスター制御部100に出力する。マスター制御部100に出力される検出値は、後述する第2の表示部460の画面に出力される矢印や選択ボタン、確定ボタン等の操作や、入力文字の選択や確定等に用いられる。
また、第3の操作部440は、表示画面を指先でタッチすることによって選択や確定操作等を行う、いわゆるタッチパネル式の操作部でもよい。また、第3の操作部440には、所定の色で発光可能な発光部446が設けられている。
第1の表示部450は、例えば、インストルメントパネルにおける運転席の正面付近に設けられ、乗員がステアリングホイール82の間隙から、或いはステアリングホイール82越しに視認可能な表示装置である。第1の表示部450は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)表示装置等である。第1の表示部450には、自車両Mの手動運転時または自動運転時の走行に必要な情報、あるいは乗員への指示に関する情報が表示される。手動運転時の自車両Mの走行に必要な情報とは、例えば、自車両Mの速度、エンジン回転数、燃料残量、ラジエータ水温、走行距離、その他の情報である。一方、自動運転時における自車両Mの走行に必要な情報とは、例えば、自車両Mの将来の軌道、運転支援の度合、乗員に対する指示等の情報である。
第2の表示部460は、例えば、インストルメントパネルの中央部に取り付けられる。第2の表示部460は、例えば、LCDや有機EL表示装置等である。第2の表示部460は、例えば、ナビゲーション装置50により実行されるナビゲーション処理に対応する画像、またはテレビ電話における相手の映像等を表示する。また、第2の表示部460は、テレビ番組を表示したり、DVDを再生したり、ダウンロードされた映画等のコンテンツを表示してもよい。
また、第2の表示部460には、発光部462が設けられる。発光部462は、第2表示部460の上側であって、バイザー部463に設けられている。また、発光部462の発光は、バイザー部463に遮られずに、乗員により視認可能である。この形態を採用することで、バイザー部463が、発光部462に差し込む日光等の外光を遮蔽するため、乗員による発光の視認性を向上させることができる。
発光部462は、第2の表示部460が使用可能である場合に発光するようにHMI制御部120によって制御される。使用可能とは、例えば、第2の操作部420が操作されることでテレビ電話機能に関する画面が第2の表示部460に表示されたり、第3の操作部440の操作によって、映画やテレビ番組に関する画像が第2の表示部460に表示されたりすることで、乗員が利用することができる状態である。
HUD470は、例えば、運転席前方のフロントウインドシールドの一部に画像を投影することで、運転席に着座した乗員の眼に虚像を視認させる。HUD470により投影される画像の表示領域は、第1の表示部450における画像の表示領域に比して小さい。これは、HUD470により投影された画像によって、その先にある現実の物体を乗員が見逃すことを抑制するためである。
(第1の実施形態)
[自動運転に関連するHMI400の表示制御]
次に、自動運転に関連するHMI400の表示制御について説明する。なお、以下に示す表示画面におけるレイアウトについては、あくまで一例であり、任意に変更可能である。レイアウトとは、配置、色彩、縮尺、その他をいう。
図7は、自車両Mが手動運転から自動運転が開始され、自動運転による車線変更が実行されるまでの各種場面を示す図である。図7の例において、場面(1)は、自車両Mが手動運転により一般道路から高速道路に進入する場面である。場面(2)は、自車両Mが手動運転から自動運転に切り替わる場面である。場面(3)は、自車両Mが自動運転により車線変更を実行する場面である。以下場面(1)〜(3)のそれぞれの場面に対応する表示制御について説明する。
<場面(1)>
場面(1)は、例えば、高速道路に進入する前の場面である。この場面では、第1の操作部410のメインスイッチ412およびオートスイッチ414が操作されていないため、運転支援が実行されず、手動運転が行われる。手動運転が行われる場合、HMI制御部120は、運転席の乗員が運転操作子80を用いて自車両Mを手動運転するために必要な情報を第1の表示部450に表示させる。また、HMI制御部120は、第1の表示部450に表示される情報のうち一部の情報をHUD470に表示させる。この場合の画面を図8に示す。
図8は、手動運転時に表示される第1画面IM1−1および第2画面IM2−1の一例を示す図である。第1画面IM1−1は、第1の表示部450により表示される画面であり、第2画面IM2−1は、HUD470により投影されることで乗員の眼に映る画面である。HMI制御部120は、第1画面IM1−1に、手動運転時の自車両Mの走行に必要な情報として、例えば、自車両Mのバッテリ残量、回転速度、シフトポジション、室内気温、走行距離、走行速度、燃料残量等の情報を表示させる。また、HMI制御部120は、第2画面IM2−1に、第1画面IM1−1に表示された画像のうち、速度の情報を、第1画面IM1−1よりも小さく表示させる。前述したように、HUD470により投影されることで乗員の眼に映る画像の認識領域は、第1の表示部450による画像の表示領域に比して小さい。このため、HMI制御部120は、第1の表示部450に、自車両Mの運転支援に関する比較的詳細な第1の情報(詳細情報)を表示させ、HUD470には、詳細情報よりも簡易な情報であって、運転支援に関する第2の情報(簡易情報)を表示させる。簡易情報とは、例えば、詳細情報に対して情報量が少ない情報である。また、簡易情報とは、表示する項目の種類や数が、詳細情報として表示する項目の種類や数に比して少ない情報であってもよい。また、簡易情報とは、詳細情報として表示する画像に対し、解像度を低下させたり、単純化あるいはデフォルメさせた画像であってもよい。また、第2の情報は、第1の情報のうち、重要度の高い情報や緊急性の高い情報であってもよい。
<場面(2)>
場面(2)では、自車両Mが高速道路に進入している。HMI制御部120は、乗員によりメインスイッチ412が操作されたことを受け付けると、第1の表示部450およびHUD470に表示させる画面を変更する。変更後の画面を、図9に示す。
図9は、メインスイッチ412が操作されたことで表示される第3画面IM3−1および第4画面IM4−1の一例を示す図である。第3画面IM3−1は、第1の表示部450により表示される画面であり、第4画面IM4−1は、HUD470により投影されることで乗員の眼に映る画面である。以下の図面に示す第3画面IM3−X(Xは任意の自然数)および第4画面IM4−Xについても同様とする。第3画面IM3−Xおよび第4画面IM4−Xは、運転支援が実行可能な状態および運転支援が実行中の状態において継続的に表示される。
第3画面IM3−1には、運転支援に関する情報を表示する領域として、周辺検知情報表示領域600−1、運転支援状態表示領域620−1、および運転支援開始操作ガイド領域640−1が含まれている。以下、第3画面IM3−Xにおけるそれぞれの領域を周辺検知情報表示領域600−X、運転支援状態表示領域620−X、および運転支援開始操作ガイド領域640−Xと称する。
HMI制御部120は、周辺検知情報表示領域600−1に、第2地図情報62から取得した自車両Mの前方の道路形状を示す画像と、自車位置認識部322により認識された自車両Mを示す画像と、外界認識部321により認識された他車両mを示す画像とを表示させる。
また、HMI制御部120は、運転支援状態表示領域620−1に、自車両Mが実行可能な運転支援(自動運転を含む)の状態の候補を示す情報を全て表示させる。図9の例では、運転支援の状態の候補を示す情報として、「Assist」、「Hands Off」、「Eyes Off」の3つのインジケータを示す画像621が示されている。例えば、それぞれのインジケータ単体で、または複数のインジケータの組み合わせによって、運転支援の度合が表される。
インジケータ「Assist」は、自車両Mが、ACCやLKAS等の第1の度合で運転支援を実行している、或いは、第1の度合での運転支援に遷移可能な状態であることを示す。第1の度合で運転支援を実行しているか、或いは、第1の度合での運転支援に遷移可能な状態であるかについては、後述する要求動作通知画像622によって把握することができる。
インジケータ「Hands Off」は、自車両Mが、乗員が運転操作子80に対する操作を行わなくてよいが、乗員に周辺監視義務が課される第2の度合で運転支援を実行している状態、或いは、第2の度合での運転支援に遷移可能な状態であることを示す。第2の度合で運転支援を実行しているか、或いは、第2の度合での運転支援に遷移可能な状態であるかについては、要求動作通知画像622によって把握することができる。
インジケータ「Eyes Off」は、自車両Mが、乗員が運転操作子80に対する操作を行わなくてよく、且つ乗員に周辺監視義務も課されない第3の度合で運転支援を実行している状態、或いは、第3の度合での運転支援に遷移可能な状態であることを示す。第3の度合で運転支援を実行しているか、或いは、第3の度合での運転支援に遷移可能な状態であるかについては、要求動作通知画像622によって把握することができる。なお、図9の例では、自車両Mの運転支援が実行されていない状態(手動運転状態)を示している。
また、HMI制御部120は、運転支援状態表示領域620−1に、「Assist」、「Hands Off」、「Eyes Off」の3つのインジケータを示す画像621に対応する表示位置で、要求動作通知画像622を表示させる。「対応する」とは、横並び、縦並び、対応付けを示すガイドラインがある等、人によって対応関係が認識可能な様をいう。要求動作通知画像622は、例えば、乗員が運転操作子80に対して行う所定の動作を示す画像である。要求動作通知画像622は、例えば、運転操作子80を示す画像と、乗員の所定の部位を示す画像とを含む。要求動作通知画像622は、例えば、ステアリングホイール82と乗員の手との位置関係を模式的に示す画像である。
HMI制御部120は、運転支援開始操作ガイド領域640−1に、運転支援を開始させるための乗員の操作について案内する情報を表示させる。図9の例では、運転支援開始操作ガイド領域640−1において、乗員がオートスイッチ414を操作することで運転支援が開始されることが案内される。
HMI制御部120は、第3画面IM3−1に表示された詳細情報に対して、HUD470の第4画面IM4−1に、詳細情報の一部を抜粋した簡易情報を表示させる。HUD470の第4画面IM4−1には、第1の表示部450の表示画面IM3−1に表示される運転支援に関する情報のうち、自車両Mの前方の道路形状に関する情報および自車両Mの速度を示す情報が表示される。
図9に示す状態において、乗員によりオートスイッチ414が操作されたことを検知すると、マスター制御部100は、運転支援制御部200に第1の度合の運転支援を実行させる。また、HMI制御部120は、第1の表示部450およびHUD470に表示させる画面を、例えば図10に示す画面に変更する。
図10は、オートスイッチ414が操作された場合に、第1の表示部450およびHUD470に表示される画面IM3−2およびIM4−2の一例を示す図である。HMI制御部120は、実行されている運転支援の度合を示す画像を、他の運転支援の度合を示す画像と識別可能に表示させる。例えば、HMI制御部120は、第3画面IM3−2の運転支援状態表示領域620−2に、インジゲータ「Assist」の画像がハイライト表示させる。これにより、乗員は、第1の度合の運転支援が行われていることを把握することができる。
ここで、HMI制御部120は、要求動作通知画像622として、「Hands Off」に対応する運転支援の度合(自動運転)に移行するために必要な動作を乗員に要求する動画像を要求動作通知画像622として表示させる。動画像とは、例えば、所定の物体が時間経過に伴って動的に移動する動的オブジェクトを含む画像である。また、動画像には、アニメーションが含まれてよい。
HUD470の第4画面IM4−2には、第4画面IM4−1と同様の情報が表示されている。
また、切替制御部110は、オートスイッチ414が操作された状態において、第2の度合の運転支援に移行するための諸条件を満たし、且つ、乗員によってステアリングホイール82が把持さされていない状態であると操作子状態判定部130により判定された場合に、自動運転制御ユニット300に第2の度合の運転支援(すなわち自動運転)を実行させる。
また、HMI制御部120は、自動運転制御ユニット300が第2の度合の運転支援を実行する場合に、第1の表示部450およびHUD470に表示する画面を、例えば図11に示す画面に変更する。
図11は、第2の度合の運転支援中において、第1の表示部450およびHUD470に表示される画面の一例を示す図である。HMI制御部120は、第3画面IM3−3の運転支援状態表示領域620−3に、第2の度合の運転支援に対応した「Hands Off」の画像をハイライト表示させる。これにより、乗員は、第2の度合の運転支援が行われていることを把握することができる。
また、HMI制御部120は、周辺検知情報表示領域600−3に、例えば、第2地図情報62から取得した自車両Mの前方の道路形状を示す画像と、自車位置認識部322により認識された自車両Mを示す画像と、外界認識部321により取得した他車両mを示す画像と、行動計画生成部323により生成された自車両Mの将来の軌道を示す将来軌道画像602とを表示させる。また、HMI制御部120は、周辺検知情報表示領域600−3に、第2の度合における運転支援(図では自動走行)を開始するが、乗員に周辺の交通状況を継続して監視させる旨の情報を表示させる。
マスター制御部100の乗員状態監視部140は、乗員が周辺の交通状況を継続して監視していることを監視する。例えば、乗員状態監視部140は、車室内カメラ90の撮像画像により運転席に着座する乗員の顔画像を取得し、取得した顔画像から視線方向を取得する。例えば、乗員状態監視部140は、ニューラルネットワーク等を利用したディープラーニングによって、車室内カメラ90の撮像画像から乗員の視線方向を取得してもよい。例えば、不特定多数の顔画像を解析することで得られた目や鼻、口等の特徴情報や眼球の黒目の位置を入力として、視線方向を出力するように学習させたニューラルネットワークを予め構築しておく。そして、乗員状態監視部140は、このニューラルネットワークに自車両Mの乗員の顔画像を入力することで、その乗員の視線方向を取得する。
また、乗員状態監視部140は、乗員の視線方向が予め決められた周辺を監視可能な方向の範囲に含まれるか否かにより、乗員が自車両Mの周辺監視を行っているか否かを判定する。乗員状態監視部140は、乗員の視線方向が予め決められた周辺を監視可能な方向の範囲に含まれていない場合、または乗員の視線方向が取得できなかった場合に、周辺監視を行っていないと判定する。周辺監視を行っていないと判定された場合、HMI制御部120は、乗員を周辺監視させるために、音声等による警告を行ってもよい。
また、乗員状態監視部140は、乗員の視線方向が予め決められた周辺を監視可能な方向の範囲に含まれている場合に、乗員が周辺監視を行っていると判定する。この場合、自動運転制御ユニット300は、第2の度合の運転支援を継続する。なお、自車両Mの運転支援が開始中である場合、運転支援開始操作ガイド領域640−3には、何も表示されない。
HMI制御部120は、HUD470の第4画面IM4−3に、第4画面IM4−2と同様の情報に加えて、自車両Mの将来の軌道を示す将来軌道画像602を表示させる。
<場面(3)>
場面(3)では、自動運転制御ユニット300は、第2の度合の運転支援による自車両Mの車線変更を行う。この場合、HMI制御部120は、第1の表示部450またはHUD470の一方または双方に、運転支援に対応する画面を表示させる。
図12は、自車両Mの挙動が変化する前の第1のタイミングにおいて表示される第3画面IM3−4および第4画面IM4−4の一例を示す図である。HMI制御部120は、第3画面IM3−4の周辺検知情報表示領域600−4に、周辺検知情報表示領域600−3で表示された内容に加えて、例えば、自車両Mが車線変更する方向を示す旨を示す画像606を表示させる。図12の例では、自車両Mが走行車線に隣接する右車線に車線変更する画像606が表示される。
次に、場面(4)〜(6)について説明する。図13は、自車両Mに対して第3の度合での運転支援を実行し、その後、第3の度合から第2の度合での運転支援を実行するまでの各種場面を示す図である。図13の例において、場面(4)は、自車両Mが渋滞中の他車両mに追従することで、自車両Mの運転支援が第2の度合から第3の度合に切り替わる場面である。場面(5)は、自車両Mが第3の度合の運転支援により低速追従走行を実行している場面である。低速追従走行(TJP;Traffic Jam Pilot)とは、所定速度以下で前走車両に追従する制御態様である。所定速度とは、(例えば、60[km/h]以下で)である。低速追従走行は、自車両のMの速度が所定速度以下であり、且つ前走車両との車間距離が所定距離(確認)以内であるときに発動する。低速追従走行では、混雑した道路で追従対象車両(例えば前走車両)に追従するという、比較的容易な制御を継続することで、信頼性の高い自動運転を実現することができる。なお、低速追従走行は、所定速度以下、または前走車両に追従していることを発動条件としてもよい。場面(6)は、自車両Mの運転支援が第3の度合から第2の度合に切り替わる場面である。以下場面(4)〜(6)のそれぞれの場面に対応する表示制御について説明する。
<場面(4)>
場面(4)では、自動運転制御ユニット300は、まだ低速追従走行に至らず、自車両Mの加速制御を行っている。この場合、HMI制御部120は、第1の表示部450またはHUD470の一方または双方に、運転支援に対応する画面を表示する。
<場面(5)>
場面(5)では、低速追従走行を実行する。この場合、HMI制御部120は、第1の表示部450およびHUD470に、低速追従走行に対応する画面を表示する。
図14は、低速追従走行時に表示される第3画面IM3−5および第4画面IM4−5の一例を示す図である。HMI制御部120は、周辺検知情報表示領域600−5に、第3の度合の運転支援が実行されていることを示す周辺検知画像610Aを表示させる。
周辺検知画像610Aは、例えば、カメラ10、レーダ装置12、ファインダ14、物体認識装置16、および外界認識部321により、自車両Mの周囲の監視が行われていることを示す画像である。周辺検知画像610Aは、例えば、自車両Mの中心から外側に向かって波紋が広がっていくようなアニメーションである。
また、HMI制御部120は、第3画面IM3−5の運転支援状態表示領域620−5に、自車両Mが、乗員の周辺監視義務を課していないことを示すインジケータ「Eyes Off」と、運転操作子80の操作を必要としないことを示すインジケータ「Hands OFF」の画像をハイライト表示させる。また、HMI制御部120は、運転支援状態表示領域620−5に、カメラ10、レーダ装置12、ファインダ14、物体認識装置16、および外界認識部321により、自車両Mの周囲の監視が行われていることを示す画像626を表示させる。
また、HMI制御部120は、HUD470の第4画面IM4−5に、第4画面IM4−4と同様の情報に加えて、第3の度合の運転支援が実行されていることを示す周辺検知画像610Bを表示させる。周辺検知画像610Bは、例えば、自車両Mの中心から外側に向かって波紋が広がっていくようなアニメーションである。
また、乗員に周辺監視義務が課されていない状態において、HMI制御部120は、第2の表示部460が使用可能となった場合に、第2の表示部460に設けられた発光部462を所定の色で発光するように制御する。乗員に周辺監視義務が課されていない状態において、利用可能となる機能は、例えば、テレビ電話や、エンターテイメント性を有するコンテンツ(映画、テレビ、DVDに記憶されたコンテンツ)が第2の表示部460に表示される機能である。テレビ電話が利用される場合、第2の表示部460に、通話相手の画像が表示される。
例えば、HMI制御部120は、第2の表示部460が使用可能な状態で第3の操作部440が操作された場合に、操作内容に対応する画面を第2の表示部460に表示させる。また、HMI制御部120は、第2の表示部460が使用可能な状態で、第2の操作部420の操作スイッチ422が操作された場合に、第2の表示部460に通話する相手の画像を表示させる。これにより、乗員は、第2の表示部460に表示される相手を見ながら通話を楽しむことができる。すなわち、乗員は、テレビ電話を利用することができる。
<場面(6)>
場面(6)では、自動運転制御ユニット300は、低速追従する前走車両が存在しないため、自車両Mを第3の度合から第2の度合の運転支援に切り替える。この場合、HMI制御部120は、運転支援の度合の変化に基づいて、図15に示すように、乗員に要求する乗員の監視対象または操作対象を示唆する情報を、第1の表示部450またはHUD470の一方または双方に表示させる。
図15は、乗員に周辺監視を要求するために表示される第3画面IM3−6および第4画面IM4−6の一例を示す図である。HMI制御部120は、周辺検知情報表示領域600−6に、低速追従走行(図では「渋滞追従自動運転」)が終了する旨の情報と、乗員に周辺の交通状況を確認させる旨を示す情報とを表示させる。
また、HMI制御部120は、第4画面IM4−6に、乗員に自車両Mの前方を注視させることを要求する前方注視要求画像650を表示させる。前方注視要求画像650は、自車両Mの前方の所定の領域を示す楕円状の領域を含む画像である。また、前方注視要求画像650は、円状や矩形状等の所定の形状でもよく、乗員に注意を促すマークや記号文字等の情報でもよい。また、HMI制御部120は、前方注視要求画像650を所定の色で点灯または点滅させる。
乗員状態監視部140は、車室内カメラ90の撮像画像により、乗員が周辺監視を行っているか否かを判定する。乗員が周辺監視を行っていると判定された場合、切替制御部110は、自動運転制御ユニット300に、自車両Mの運転支援を第3の度合から第2の度合に切り替えさせる。HMI制御部120は、第1の表示部450またはHUD470の一方または双方に、第2の度合による運転支援に対応する画面を表示させる。
<運転支援に関連する各種機器または制御の切り替えタイミング>
ここで、自車両Mの運転支援に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて図を用いて説明する。図16は、運転支援に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。
図16では、運転支援に関連する切り替えとして、(A)メインスイッチ412のオン/オフ、(B)オートスイッチ414のオン/オフ、(C)手動運転モード表示のオン/オフ、(D)運転支援モード表示のオン/オフ、(E)第1の度合の運転支援のオン/オフ、(F)ステアリングホイール82を把持している/把持していない、(G)第2の度合の運転支援のオン/オフ、(H)第3の度合の運転支援のオン/オフ、(I)乗員の運転監視の要/不要の時刻の経過に対する切り替えタイミングを示している。
時刻T0では、乗員の手動運転により自車両Mが走行している。この場合、メインスイッチ412およびオートスイッチ414は操作おらず、第1の表示部450およびHUD470には、手動運転モードでの画面(第1画面IM1、第2画面IM2)が表示される。また、時刻T0では、自車両Mに対する運転支援(第1の度合〜第3の度合)は、実施されておらず、乗員は、ステアリングホイール82を把持するとともに、周辺監視を行う必要がある。
時刻T1では、乗員によりメインスイッチ412をオンにする操作が実行されている。この場合、第1の表示部450およびHUD470には、運転支援モードでの画面(第3画面IM3、第4画面IM4)が表示される。時刻T1〜T2までの状態では、運転支援による走行制御は行われておらず、手動運転が継続されている。
時刻T2では、乗員によりオートスイッチ414をオンにする操作が実行されている。
この場合、マスター制御部100は、運転支援制御部200に第1の度合の運転支援を実行させる。HMI制御部120は、運転支援モード表示において、乗員がステアリングホイール82から手を離すことで、第2の度合の運転支援が実行されることを示す画像を表示する。
時刻T3では、自車両Mが第2の度合の運転支援が可能な状態で、乗員がステアリングホイール82から手を離している。この場合、切替制御部110は、運転支援制御部200による第1の度合の運転支援から自動運転制御ユニット300による第2の度合の運転支援を実行させる。
時刻T4では、例えば、自車両Mが低速追従走行を行うことで、第3の度合の運転支援が実行される。この場合、乗員の周辺監視は、不要となる。
時刻T5では、第3の度合の運転支援が終了し、第2の度合の運転支援に切り替わる。したがって、乗員の周辺監視が必要になる。また、時刻T5では、第2の度合の運転支援から手動運転に切り替えるための表示を行う。この場合、HMI制御部120は、運転支援モード表示において、乗員にステアリングホイール82を把持させるための情報を表示する。
時刻T6では、乗員がステアリングホイール82を把持する。この場合、切替制御部110は、自動運転制御ユニット300による第2の度合の運転支援から運転支援制御部200による第1の度合の運転支援に切り替える。また、切替制御部110は、第1の度合の運転支援が所定時間経過された後、手動運転に切り替える。
時刻T7では、自車両Mが手動運転に切り替わっている。この場合、メインスイッチ412およびオートスイッチ414は、自車両Mが手動運転に切り替わるタイミングに対応してオフに切り替わる。
以上説明した第1の実施形態によれば、HMI制御部120は、車両の状態に応じた画像を表示部に表示させることができるため、利用者の利便性が向上する。
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、HMI制御部120が、外界認識部321により認識された周辺に存在する他車両の少なくとも一部を示す情報を第1の表示部450に表示させるだけでなく、他車両のうち自車両Mに影響を及ぼす特定車両を、特定車両でない他車両と区別可能な態様で第1の表示部450に表示させる。以下、この処理について説明する。
第1の表示部450に表示される他車両は、例えば、外界認識部321により認識された車両の全であってもよいし、一部の車両であってもよい。また、第1の表示部450に表示される他車両は、外界認識部321により認識された車両のうち、自車両Mの(基準位置から)前方に所定距離以内に存在する他車両、または自車両Mの(基準位置から)後方に所定距離以内に存在する他車両の少なくとも一方であってもよい。
以下、ある場面を例にとって、他車両のうち自車両Mに影響を及ぼす特定車両を、特定車両でない他車両と区別可能な態様で第1の表示部450に表示させる処理について説明する。例えば、HMI制御部120は、特定車両を特定車両でない他車両に比して強調させて第1の表示部450に表示させる。
図17は、自車両Mに影響を及ぼす特定車両を強調させて第1の表示部450に表示させる処理について説明するための図である。この場面において、車線L1を自車両Mが走行している。また、車線L1において、自車両Mの前方に他車両m1が走行し、車線L1に隣接する左側の車線L2において、進行方向に関して自車両Mと他車両m1との間に他車両m2が走行している。更に、車両L1に隣接する右側の車線L3において、自車両Mの前方に他車両m3が走行し、車線L3において、自車両Mの後方に他車両m4が走行している。また、図示する例では、自車両Mは、他車両m1を追従対象車両として低速追従走行している。
HMI制御部120は、運転支援が実行される前に第1の操作部410により所定の操作が受け付けられると、外界認識部321により認識された他車両m1〜m4のそれぞれを示す情報を第1の表示部450に表示する。所定の操作とは、例えば、メインスイッチ412が操作されて自車両Mが自動運転の開始が可能な状態となっている状態でオートスイッチ414が操作されたことである。
図18は、第1の表示部450の周辺検知情報表示領域600−7に表示される第3画面IM3−7の一例を示す図である。第3画面IM3−7は、例えば、自車両M、他車両m1〜m4、車線L1〜L3および区間線を示すアイコン(IM、Im1〜Im4、IL1〜LI3、左側の区画線を示すIdl1および左側の区画線を示すIdl2)等が表示される。また、第3画面IM3−7における各アイコンの位置や大きさは、自車両Mと、他車両m1〜m4、車線L1〜L3、および区間線との実際の相対位置関係に対応している。第3画面IM3−7では、例えば自車両Mを基準位置として、実際の相対位置関係に対応する大きさや位置に各アイコンが表示されている。
また、HMI制御部120は、他車両m1〜m4のうち自車両Mに影響を及ぼす特定車両を特定車両でない他車両に比して強調させて第1の表示部450に表示させる。自車両Mに影響を及ぼすとは、例えば、運転支援の実行中において自車両Mの加減速の決定、または操舵量の決定の少なくとも一方に対して影響を及ぼすことである。したがって、他車両m1〜m4のうち、自車両Mに影響を及ぼす特定車両は、車両の追従対象車両である他車両m1となる。
HMI制御部120は、図示するように、他車両m1に対して特定車両を示すアイコンIm1を特定車両でない他車両m2〜m4を示すアイコンIm2〜Im4に比して強調させる。強調とは、特定車両を示すアイコンが、他車両を示すアイコンに比して、画像を視認する利用者にとって認識しやすい態様であればよく、図示するように所定の記号のアイコンを対象のアイコンに対応付けることであってもよいし、対象のアイコンを所定の色彩で表すことであってもよい。また、強調とは、特定車両でないアイコンIm2〜Imに比して、特定車両を示すアイコンIm1自体が認識しやすい態様に表示されることや、特定車両でないアイコンIm2〜Im4が、特定車両を示すアイコンIm1に比して、認識しにくい態様に表示されること等であってもよい。
また、強調とは、特定車両を示すアイコンIm1を形成する画素の輝度値が、特定車両でないアイコンIm2〜Im4を形成する画素の輝度値に比して大きいことであってもよい。また、強調とは、特定車両を示すアイコンIm1を形成している画素数が、特定車両でない他車両を示すアイコンIm2〜Im4を形成する画素数に比して多いことであってもよい。例えば、特定車両でない他車両を示すアイコンIm2〜Im4は、枠線に対応する画素のみで表され、特定車両を示すアイコンIm1は、枠線および枠線内に対応する画素で表される。なお、図示する例では特定車両を示すアイコンIm1に対してアイコンIm1を強調するアイコンFB1(例えば枠線)が対応付けられることにより強調されている。
また、HMI制御部120は、第3画面IM3−7において、追従対象車両である特定車両(他車両m1)を示すアイコンに対しては、追従対象であることを示すアイコンItaを対応付ける。
なお、自車両Mに影響を及ぼす特定車両は、車線変更する車両や、車線変更する可能性が所定の確率以上の車両であってもよい。
また、HMI制御部120は、第1の種別の特定車両と第2の種別の特定車両とを区別可能に第1の表示部450に表示させる。外界認識部321は、認識した特定車両を第1の種別の特定車両と第2の種別の特定車両とに分類する。第1の種別の特定車両は、第2の種別の特定車両に比して、長期的に自車両Mに及ぼす影響度合が高い車両である。自車両Mに及ぼす影響度合が高い車両とは、運転支援の実行中において自車両Mの加減速の決定、または操舵量の決定に対して影響を及ぼす度合が所定の度合以上である車両である。
より具体的には、自車両Mの加減速、または操舵量を所定の度合以上変化させる車両である。換言すると、第1の種別の特定車両は、第2の種別の特定車両に比して、自車両Mの制御において、加減速、または操舵角の制御量の決定に影響を及ぼす時間が長い、または時間が長くなる可能性がある車両(「長期的に自車両Mに及ぼす影響度合が高い車両」の一例)である。
例えば、第1の種別の特定車両は、追従対象車両であり、第2の種別の特定車両は、車線変更する車両や、車線変更する可能性が所定の確率以上の車両であってもよい。車線変更する可能性が所定の確率以上とみなされる車両とは、例えば、自車両Mが走行する車線の区画線から所定距離D以内に、隣接車線に(車両の基準点が)存在する車両である(図19参照)。また、車線変更する可能性が所定の確率以上とみなされる車両とは、方向指示器が自車両Mの走行車線に進入することを示している車両であってもよい。
図19は、他車両m2が、自車両Mの走行車線に進入しようとしている場合に表示される第3画面IM3−8の一例を示す図である。例えば、図19に示すように、他車両m2の基準位置が自車両Mの走行車線の区画線までの距離が所定距離D以内になったものとする。これにより、他車両m2は、車線L1に車線変更すると車両であると判定され、自車両Mに影響を及ぼす特定車両であるとみなされる。外界認識部321は、特定車両とみなされた他車両のうち、他車両m1を第1の種別の特定車両に分類し、他車両m2を第2の種別の特定車両に分類する。例えば、他車両m2は、車線変更に関する動作を所定時間内に行うものとする。この場合の他車両m2の挙動は、短期的な影響を自車両Mに及ぼすが、他車両m1のように長期的に自車両Mに影響を及ぼさないため、他車両m2は第2の種別の特定車両に分類される。
図示するように、HMI制御部120は、第1の種別の特定車両(他車両m1)に対しては、第1の種別を示すアイコン(図中、FB1)を対応付け、第2の種別の特定車両(他車両m2)に対しては、第2の種別を示すアイコン(図中、FB2)を対応付ける。これにより、第1の種別の特定車両を示すアイコンと第2の種別の特定車両を示すアイコンとは区別可能に第1の表示部450に表示される。
このように、第1の種別の特定車両と、第2の種別の特定車両とが区別可能に第1の表示部450に表示されるため、乗員は自車両Mの制御に対して影響を及ぼす車両の種別を認識することができる。
以下、図20を用いて、自車両Mが車線変更する場合に第1の表示部450に表示される第3画面IM3−9について説明する。図20において、他車両m1〜m3の位置は、図17で示した位置と同様であるが、自車両Mおよび他車両m4の位置は、図17で示した位置と異なる。図20では、他車両m4が車線L1において自車両Mの後方を走行し、且つ、自車両Mが車線L2を走行している。そして、自車両Mが、この状態から車線L2から車線L1に車線変更して、その後、他車両m1に追従低速走行しようとしている例を示している。
この場合、外界認識部321は、他車両m1を第1の種別の特定車両に分類し、他車両m2およびm4を第2の種別の特定車両に分類する。自車両Mは、短期間で車線変更して車線L2に車線変更する。他車両m2および他車両m4の挙動や存在は、自車両Mに及ぼす影響度合が高くないため、第2の種別の特定車両に分類される。これに対して、他車両m1は、自車両Mの追従対象の車両であるため、他車両m1の挙動や存在は、自車両Mに及ぼす影響度合が高いことから、他車両m1は第1の種別の特定車両に分類される。
図示するように、HMI制御部120は、第1の種別の特定車両(他車両m1)に対しては、第1の種別を示すアイコンFB1を対応付け、第2の種別の特定車両(他車両m2および他車両m4)に対しては、それぞれ第2の種別を示すアイコンFB3およびFB4を対応付ける。これにより、第1の種別の特定車両を示すアイコンIm1と、第2の種別の特定車両を示すアイコンIm2およびIm4とが、区別可能に第1の表示部450に表示される。
図21は、車両システム1により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、運転支援が実行される前に第1の操作部410により所定の操作が受け付けられた後において、他車両を示す情報を表示部に表示させる処理が開始された後に開始される処理である。また、本処理は、処理が開始された後、第2の実施形態における運転支援が終了するまでの間、あるいは、第1の操作部410により処理を終了するための所定の操作(例えば、運転支援の実行中におけるオートスイッチ414の操作)がされるまでの間、繰り返し実行される。
まず、外界認識部321は、自車両Mに影響を及ぼす他車両が存在するか否かを判定する(ステップS100)。自車両Mに影響を及ぼす他車両が存在しない場合、本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。自車両Mに影響を及ぼす他車両が存在する場合、外界認識部321は、自車両Mに影響を及ぼす他車両について、第1の種別の特定車両と第2の種別の特定車両とに分類する(ステップS102)。
次に、HMI制御部120は、第1の表示部450に表示させている第1の種別の特定車両に対して、第1の種別の特定車両であることを示すアイコンを対応付けて画面に表示する(ステップS104)。
次に、HMI制御部120は、自動運転制御ユニット300または運転支援制御部200から取得した情報に基づいて、第1の種別の特定車両が追従対象の特定車両であるか否かを判定する(ステップS106)。追従対象の特定車両である場合、HMI制御部120は、追従車両の特定車両を示すアイコンに対して、追従対象であることを示すアイコンを対応付けて画面に表示する(ステップS108)。追従対象の特定車両でない場合、HMI制御部120は、ステップS108の処理を実行せずに、ステップS110の処理に進む。
次に、HMI制御部120は、第1の表示部450に表示させている第2の種別の特定車両に対して、第2の種別の特定車両であることを示すアイコンを対応付けて画面に表示する(ステップS110)。これにより、本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
上述したように、HMI制御部120は、車両の乗員に対して認識している他車両を示し、更に他車両のうち自車両Mに影響を及ぼす特定車両を特定車両でない他車両に比して強調するように第1の表示部450に表示させることにより、自車両Mの制御について影響を及ぼす車両を乗員に示すことができるため、乗員に安心感を与えることができる。
[変形例]
また、HMI制御部120は、以下に説明するように区画線が補完されている場合、図22に示すように区画線の補完に影響を及ぼす特定車両(他車両m2)に対応するアイコンIm2に対して、アイコンIm2を強調するアイコンFB5を対応付けてもよい。図22の自車両Mおよび特定車両の配置は、図17と同様の配置である。また、特定車両である他車両m2は、走行車線L2を直進しているものとする。
例えば、外界認識部321は、自車両Mの前方左側の所定範囲の区画線を認識できない場合、区画線が認識できない領域付近を走行する他車両m2に基づいて区画線を補完する。例えば、外界認識部321は、他車両m2が走行した軌道を導出し、導出した軌道が所定の範囲に収まっている場合、その他車両m2を区画線の補完の処理に利用する車両とする。外界認識部321は、他車両m2が走行した軌道のうち、任意の複数の軌道点の各軌道点と認識した車線L2の区画線(他車両m2の左側の区画線)との最短距離とを導出する。
そして、外界認識部321は、導出した複数の最短距離を統計的に処理した値(例えば平均値や中央値)を区画線から車線L2の幅方向に関する中心位置であると推定する。そして、外界認識部321は、推定した中心位置に基づいて、認識していない区画線を導出して、区画線Vcmを補完する。区画線Vcmが補完されると、自車両Mは、例えば補完された区画線Vcmや特定車両に基づいて、自車両Mを制御する。
また、外界認識部321は、区画線Vcmを補完する場合、更に区画線が認識されていない領域に隣接し、車両Mの進行方向に関する認識された区画線の端部同士を繋ぎ合わせて区画線を推定し、推定した区画線に基づいて、上記の導出した区画線を補正してもよい。補正とは、推定した区画線と、導出した区画線Vcmとを重ね合わせた場合に、ずれが生じる領域について2つの区画線を互いに近づけ、1つの区画線を生成し、生成した区画線が滑らかになるように補正することである。
また、外界認識部321は、区画線Vcmを補完する場合、他車両が走行した軌道を、車線の半分だけ自車両Mが走行する車線側にオフセットさせ、オフセットさせた軌道を区間線として補完してもよい。また、外界認識部321は、オフセットさせるにあたり、これまでに認識していた区画線と、他車両が走行した軌道とが重なるように、他車両が走行した軌道をオフセットさせる位置を調整してもよい。
上述したように、HMI制御部120は、区画線の補完に影響を及ぼす特定車両に対応するアイコンを強調するように表示することにより、車両Mの乗員に区画線の補完に利用されている特定車両を示すことができる。この結果、車両の乗員に安心感を与えることができる。
なお、外界認識部321は、上述した所定範囲の区画線が認識できない場合(または所定の時間の間、区画線を認識できないと推定される場合)において、認識できない区画線の範囲(長さ)が閾値以上(または区画線を認識できない時間が閾値以上)である場合、その区画線を補完する際に用いる他車両を第1の種別の特定車両として分類し、認識できない区画線の範囲が閾値未満である場合、その区画線を補完する際に用いる他車両を第2の種別の特定車両として分類してもよい。
また、上述した例では、追従車両や、区画線を補完する際に用いる他車両を第1の種別の特定車両として分類したが、これに限らず、自車両Mの挙動に長期的に影響を与える対象であれば第1の種別の特定車両としてもよい。
以上説明した第2の実施形態によれば、HMI制御部120は、運転支援制御部200または自動運転制御ユニット300により運転支援が実行される前にHMI400により所定の操作が受け付けられた場合、外界認識部321により認識された他車両の少なくとも一部を示す情報を表示部に表示すると共に、他車両のうち車両に影響を及ぼす特定車両を特定車両でない他車両と区別可能な態様で表示部に表示させることにより、車両の乗員に安心感を与えることができる。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。