JP2019061352A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
道路の路面状態を検出する路面状態検出手段とを有し、
前記路面状態検出手段は、前記撮像装置で撮影した画像から周辺車両と前記周辺車両の走路の色を検出し、前記色に基づいて走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置である。
●車両用制御装置の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図であり、車両1を制御する。図1において、車両1はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両1は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。
図2に車両1の自動運転等を制御する運転支援システムを機能ブロックで構成した例を示す。各機能ブロックは図1に示したECUやセンサ類、駆動デバイスなどと、ECUで実行されるプログラム等により実現される。制御ユニット2は例えばコンピューターとそれが実行するプログラム及びメモリを中心として構成されてもよい。以下、制御ユニット2を中心とした自動運転のための制御構成を簡単に説明する。
本実施形態における自動運転制御の説明の前に、自動運転のレベルについて簡単に説明する。本実施形態では、自動運転は、自動化率に応じて4段階にレベル分けされている。レベル1は、駆動、制動、操舵のうちいずれかを自動運転システムが行う段階である。レベル2は、駆動、制動、操舵のうちの複数を自動運転システムが行う段階である。たとえば、高速道路における先行車への追従や車線の維持などがレベル2に含まれる。レベル3は、限られた環境、例えば高速道路において、駆動、制動、操舵の全てを自動運転システムが行う段階である。ただしシステムが対応できない状況が生じると、運転者への運転の引き渡し(テイクオーバー)が行われるため、運転者は、自動運転であってもテイクオーバーに備えなければならない。レベル4は、運転者が運転に一切関与せず、自動運転システムにより完全な自動運転が実現される段階である。運転者はタクシーの乗客のように、運転に関与することなく乗車できる。自動化する操作などに応じてさらにレベルが細分化されていてもよい。たとえば、レベル2のサブレベルとして、レベル2B1やレベル2Eなどがある。いずれのレベルでも、自動運転システムによる制御の対象は変わらないが、運転者への要求水準が相異なる。レベル2Eでは、いわゆるアイズオン要求があり、運転者は運転状況を監視している必要がある。またレベル2B1ではいわゆるハンズオン要求があり、運転者はステアリングホイールを持ち、直ちにテイクオーバーに応じるべく準備する必要がある。いずれにしても、或るレベルから他のレベルに移行すれば、移行後のレベルに応じて、自動運転システムが行わなくなった操作を運転者が行い、逆に、自動運転システムが行うようになった操作を運転者が行う必要がなくなる。レベルの遷移にともない、運転者の注意を喚起するための報知が成される。
積雪などの低μ路面が検知されると、自動運転制御部112(あるいはECU20)は、その路面状態に応じた走行制御を行う。たとえば、乾燥路面を走行している場合に、低μ路であることを検知すると、自動運転のレベルを一段階あるいは二段階下げたり、また、速度上限を引き下げたり、カーブ手前の減速を大きくしたりするなどの、制御内容の変更を行う。また、積雪が認められない車線への車線変更を行ったり、あるいは積雪が認められる車線への車線変更を制限したりしてもよい。積雪の検出は、本実施形態では、走行中の先行車両の周辺、特にタイヤ周辺の画像に基づいて行われる。先行車両のタイヤ周辺部に、積雪や雪の巻き上げによる白領域が認められれば、路面状態は積雪であると推定できる。以下、本実施形態における路面状態の検出および運転制御について説明する。
図3に自動運転制御部2による車両制御の手順の一例を示す。この手順は図1のECU20がハードウェア上の主体として実行されるが、ソフトウェアモジュールの観点からは自動運転制御部2が主体となる。図3の処理は、自動運転モードで車両1が運転されている場合に、たとえば周期的に実行される。実行の周期は、例えば外気温などに応じて切り替えてもよい。この場合には、たとえば外気温が零度以下になると、それより高い場合に比べて実行頻度を高くしてよい。これは降雪の可能性がより高くなるためである。
次にステップS302で実行される路面状態の決定処理について図4を参照して説明する。まずカメラ41で撮影した車両前方の画像から、周辺車両たとえば先行車両のタイヤ及び接地箇所を検出する(S402)。タイヤ接地箇所を走路点と呼ぶこともある。先行車両はたとえばその形状から認識でき、タイヤ部分も車両後方からの形状及び色からたとえばパターン認識などによって特定できる。あるいは車両全体を認識したなら、その形状からタイヤの位置を推定してもよい。推定の材料となる情報は、例えば予め車両形状とタイヤ位置との関係を示す情報を記憶しておき、それに基づいて決定してよい。また車両およびタイヤ位置を認識するためのパターンは、機械学習を用いてよって学習してあってもよい。先行車両には、自車両の直前の車両に限らず、隣接車線を走行する斜め前方の車両も含む。先行車両及びそのタイヤ部分をその色(たとえば黒色)や形状から特定できた場合には、タイヤの下の線を接地箇所として特定する。タイヤ位置が明確に特定できず、推定に留まる場合には接地箇所を特定しなくともよい。車両とタイヤの認識にあわせて、車線も特定しておく。道路に描かれた白線が特定できれば白線によって車線を区分してよいし、白線が特定できない場合には、高精度のGPSと高精細地図を搭載しているなら現在地と地図とから車線を特定してもよい。あるいは、自車両と先行車両との横方向の重複の程度を判定し、それに基づいて車線を決定してもよい。最後の方法については図6を参照して後で説明する。
また、自車両車線に積雪が検出されず、隣接車線に積雪が検出された場合には、車線維持が設定されていた。この場合、走行に従って自車両車線にも積雪が検出された場合には、車線維持の設定を解除してもよい。また車線変更や車線維持は自動運転制御部112が実行するものとしたが、運転者にそれらを推奨する注意喚起をする構成であってもよい。
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
(1)
自車両に設けられた撮像手段と、
道路の路面状態を検出する路面状態検出手段とを有し、
前記路面状態検出手段は、前記撮像装置で撮影した画像から周辺車両と前記周辺車両の走路の色を検出し、前記色に基づいて走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、自車両周辺の色から走路状態を推定可能となる。
(1)に記載の車両制御装置であって、
請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記周辺車両は前記自車両の先行車両であり、
前記路面状態検出手段は、前記周辺車両のタイヤ接地点及びその周辺の色を検出し、前記色に基づいて前記走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、接地点から走路状態を正しく検出することが可能となる。
(1)または(2)に記載の車両制御装置であって、
前記走路状態とは、積雪の有無を含むことを特徴とする車両制御装置。
この構成により、走路状態として積雪を識別することができる。
(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記路面状態検出手段は、前記自車両のワイパー、エアコン、デフロスターの動作状態、外気温センサにより検知された外気温のいずれかと、推定した前記走路状態とを照合して、その結果に応じて前記走路状態を補正することを特徴とする車両制御装置。
これにより、画像中の領域の色から推定した走路状態の確度をより高めることができる。
(1)乃至(4)のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記路面状態検出手段は、前記周辺車両が複数存在する場合に、前記自車両との同一の車線を走行する車両もしくは、前記自車両と横方向に重複する範囲が最も広い車両を特定し、該当する車両の走路の色に基づいて前記走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、自車両に近い走行車両から走路状態を推定することで、より確実に走路状態を特定することが可能となる。
(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
車両の自動運転を制御する自動運転制御手段をさらに有し、
前記自動運転制御手段は、前記周辺車両が、自車両の走行する車線と異なる他車線上を走行している車両であり、前記他車線の走路状態が積雪である場合に、前記自車両の車線変更を禁止することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、車線変更に対するリスクが発生することを正しく検出することが可能となる。
(6)に記載の車両制御装置であって、
前記自動運転制御手段は、前記他車線の走路状態が積雪であり、前記自車両の走行する車線も積雪である場合には、前記車線変更の禁止を解除することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、走行中の車線も隣接車線も積雪ならば、車線変更が許容される。
(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記自動運転制御手段は、前記周辺車両が、前記自車両が走行する車線と異なる他車線の走路状態が積雪でなく、かつ、前記自車線の走路状態が積雪であると判定された場合に、前記他車線へ車線変更するか、または車線変更を運転者に推奨することを特徴とする車両制御装置。
この構成により、積雪のない車線を走行することができる。
Claims (8)
- 自車両に設けられた撮像手段と、
道路の路面状態を検出する路面状態検出手段とを有し、
前記路面状態検出手段は、前記撮像装置で撮影した画像から周辺車両と前記周辺車両の走路周辺の色を検出し、前記色に基づいて走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記周辺車両は前記自車両の先行車両であり、
前記路面状態検出手段は、前記周辺車両のタイヤ接地点及びその周辺の色を検出し、前記色に基づいて前記走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両制御装置であって、
前記走路状態とは、積雪の有無を含むことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記路面状態検出手段は、前記自車両のワイパー、エアコン、デフロスターの動作状態、外気温センサにより検知された外気温のいずれかと、推定した前記走路状態とを照合して、その結果に応じて前記走路状態を補正することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記路面状態検出手段は、前記周辺車両が複数存在する場合に、前記自車両との同一の車線を走行する車両もしくは、前記自車両と横方向に重複する範囲が最も広い車両を特定し、該当する車両の走路の色に基づいて前記走路状態を推定することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
車両の自動運転を制御する自動運転制御手段をさらに有し、
前記自動運転制御手段は、前記周辺車両が、自車両の走行する車線と異なる他車線上を走行している車両であり、前記他車線の走路状態が積雪である場合に、前記自車両の車線変更を禁止することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項6に記載の車両制御装置であって、
前記自動運転制御手段は、前記他車線の走路状態が積雪であり、前記自車両の走行する車線も積雪である場合には、前記車線変更の禁止を解除することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
前記自動運転制御手段は、前記周辺車両が、前記自車両が走行する車線と異なる他車線の走路状態が積雪でなく、かつ、前記自車線の走路状態が積雪であると判定された場合に、前記他車線へ車線変更するか、または車線変更を運転者に推奨することを特徴とする車両制御装置。
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