JP2021009440A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停車車両の移動の開始を推定できる技術を提供する。【解決手段】車両１０の自動運転を実行する車両制御装置１１０であって、車両の走行経路を設定する走行経路設定部１１１と、周辺センサ１２０の検出信号を用いて車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部１１２と、周辺情報を用いて、走行経路上の停車車両を検出する停車車両検出部１１３と、周辺情報を用いて、停車車両が移動を開始するか否かの推定をする移動推定部１１４と、移動推定部の推定結果に応じて車両の制御内容を決定する制御決定部１１５と、を備える。制御決定部は、停車車両が移動を開始すると推定した場合に、停車車両が移動するのを待機して、走行経路を走行する制御を行うよう決定し、停車車両が移動を開始しないと推定した場合に、走行経路設定部に走行経路を変更させ、走行経路設定部が変更した走行経路を走行する制御を行うよう決定する。【選択図】図３

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

車両制御装置として、走行経路上に停車車両を検知した場合に、停車車両を回避するよう走行経路を変更するものが知られている。走行経路は、可能な限り維持されることが好ましいため、特許文献１には、停車車両の発進を予告する発進予告情報を無線通信により取得し、発進予告情報に応じて、走行経路の変更を決定する技術が記載されている。

特開２００８−２８２３７８号公報

しかし、停車車両が発進予告情報を無線通信により送信する装置を備えていない場合、発進予告情報を取得することができず、停車車両の移動の開始を推定できないおそれがある。そのため、停車車両の移動の開始を推定できる他の技術が求められていた。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本開示の一形態によれば、車両（１０）の自動運転を実行する車両制御装置（１１０）が提供される。車両制御装置は、前記車両の走行経路を設定する走行経路設定部（１１１）と、周辺センサ（１２０）の検出信号を用いて前記車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部（１１２）と、前記周辺情報を用いて、前記走行経路上の停車車両を検出する停車車両検出部（１１３）と、前記周辺情報を用いて、前記停車車両が移動を開始するか否かの推定をする移動推定部（１１４）と、前記移動推定部の推定結果に応じて前記車両の制御内容を決定する制御決定部（１１５）と、を備える。前記制御決定部は、前記停車車両が移動を開始すると推定した場合に、前記停車車両が移動するのを待機して、前記走行経路を走行する制御を行うよう決定し、前記停車車両が移動を開始しないと推定した場合に、前記走行経路設定部に走行経路を変更させ、前記走行経路設定部が変更した走行経路を走行する制御を行うよう決定する。

この形態の車両制御装置によれば、周辺センサによって検出した周辺情報を用いて停車車両の検出および停車車両の移動開始の推定を行うため、停車車両の移動の開始を推定できる。

自動運転システムの構成を示す概要図である。 車両制御決定処理を表わすフローチャートである。 周辺情報の一例を表す図である。 第２実施形態における車両制御決定処理を表すフローチャートである。 第３実施形態における車両制御決定処理を表すフローチャートである。

Ａ．第１実施形態：
図１に示すように、車両１０は、自動運転制御システム１００を備える。本実施形態において、自動運転制御システム１００は、車両制御装置１１０と、周辺センサ１２０と、自車位置センサ１２６と、道路情報記憶部１３０と、自動運転制御部２１０と、駆動力制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２２０と、制動力制御ＥＣＵ２３０と、操舵制御ＥＣＵ２４０と、を備える。車両制御装置１１０と、自動運転制御部２１０と、駆動力制御ＥＣＵ２２０と、制動力制御ＥＣＵ２３０と、操舵制御ＥＣＵ２４０とは、車載ネットワーク２５０を介して接続される。

周辺センサ１２０は、カメラ１２２と物体センサ１２４とを備える。カメラ１２２は、自車両の周囲を撮像して画像を取得する。物体センサ１２４は、自車両の周囲の状況を検出する。物体センサ１２４として、例えば、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波センサ等の反射波を利用した物体センサが挙げられる。

自車位置センサ１２６は、現在の車両１０の車両位置を検出する。自車位置センサ１２６として、例えば、汎地球航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ｓ）（ＧＮＳＳ））やジャイロセンサ等が挙げられる。

道路情報記憶部１３０は、車両が走行予定の道路に関する詳細な道路情報等を記憶する。道路情報は、例えば、車線数、車線幅、各車線の中心座標、カーブ曲率、停止線位置、信号機位置、ガードレール位置等の情報を含む。

車両制御装置１１０は、走行経路設定部１１１と、周辺情報認識部１１２と、停車車両検出部１１３と、移動推定部１１４と、制御決定部１１５と、を備える。車両制御装置１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭにより構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、これらの各部の機能を実現する。ただし、これらの各部の機能の一部又は全部をハードウェア回路で実現してもよい。

走行経路設定部１１１は、車両１０の走行する経路を設定する。より具体的には、走行経路設定部１１１は、道路情報記憶部１３０に記憶された道路情報を用いて、予め定められた目的地までの走行経路を設定する。本実施形態における「走行経路」とは、目的地までの単なる道順ではなく、走行車線や道路内における走行位置等の詳細な経路を示す。

周辺情報認識部１１２は、周辺センサ１２０の検出信号を用いて車両の周辺情報（以下、単に「周辺情報」という）を認識する。より具体的には、周辺情報認識部１１２は、カメラ１２２が撮像した画像および物体センサ１２４の出力信号に基づき、走行している道路の左右の区画線の存在とその位置や、信号機の存在とその位置や指示内容、他車両の存在、位置、大きさ、距離、進行方向、他車両の運転者の存在とその動作、他車両の周辺の人の存在、位置、等を周辺情報として認識する。なお、周辺情報認識部１１２は、信号機や、外部サーバ等との無線通信によってこれらの情報の一部または全部を取得し、認識してもよい。

停車車両検出部１１３は、周辺情報認識部１１２が認識した周辺情報を用いて、走行経路設定部１１１が定めた走行経路上の停車車両を検出する。本実施形態において、「停車車両」とは、予め定めた時間以上停車している車両であり、駐車車両も含む。

移動推定部１１４は、周辺情報認識部１１２が認識した周辺情報を用いて、停車車両検出部１１３が検出した停車車両が移動を開始するか否かの推定をする。本実施形態では、移動推定部１１４は、周辺情報認識部１１２が認識した周辺情報を用いて、停車車両の運転手の有無と、停車車両の運転手の動きと、停車車両のハザードランプの点灯の有無と、停車車両の走行車線内における位置と、停車車両の前方の信号機の指示内容と、停車車両周辺の人の動きと、の少なくとも一つ以上を認識し、これらに基づき停車車両が移動を開始するか否かを推定する。

制御決定部１１５は、移動推定部１１４の推定結果に応じて、車両１０の制御内容を決定し、車載ネットワーク２５０を通じて自動運転制御部２１０に車両１０の制御を行うよう出力する。より具体的には、制御決定部１１５は、移動推定部１１４が停車車両が移動を開始すると推定した場合に、停車車両が移動するのを待機して走行経路の走行を維持するよう自動運転制御部２１０に出力し、移動推定部１１４が停車車両が移動を開始しないと推定した場合に、走行経路設定部１１１に走行経路を変更させ、走行経路設定部１１１が新たに設定した走行経路を走行するよう自動運転制御部２１０に出力する。

自動運転制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭにより構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、自動運転機能を実現する。自動運転制御部２１０は、例えば、走行経路設定部１１１が定めた経路に沿って走行するように、駆動力制御ＥＣＵ２２０および制動力制御ＥＣＵ２３０、操舵制御ＥＣＵ２４０を制御する。自動運転制御部２１０は、例えば、車両１０が隣車線に車線変更を行う場合に、車両１０が走行している車線の基準線から隣車線の基準線を走行するように合流支援を行ってもよい。

駆動力制御ＥＣＵ２２０は、エンジンなど車両の駆動力を発生するアクチュエータを制御する電子制御装置である。運転者が手動で運転を行う場合、駆動力制御ＥＣＵ２２０は、アクセルペダルの操作量に応じてエンジンや電気モータである動力源を制御する。一方、自動運転を行う場合、駆動力制御ＥＣＵ２２０は、自動運転制御部２１０で演算された要求駆動力に応じて動力源を制御する。

制動力制御ＥＣＵ２３０は、車両の制動力を発生するブレーキアクチュエータを制御する電子制御装置である。運転者が手動で運転を行う場合、制動力制御ＥＣＵ２３０は、ブレーキペダルの操作量に応じてブレーキアクチュエータを制御する。一方、自動運転を行う場合、制動力制御ＥＣＵ２３０は、自動運転制御部２１０で演算された要求制動力に応じてブレーキアクチュエータを制御する。

操舵制御ＥＣＵ２４０は、車両の操舵トルクを発生するモータを制御する電子制御装置である。運転者が手動で運転を行う場合、操舵制御ＥＣＵ２４０は、ステアリングハンドルの操作に応じてモータを制御して、ステアリング操作に対するアシストトルクを発生させる。これにより、運転者が少量の力でステアリングを操作でき、車両の操舵を実現する。一方、自動運転を行う場合、操舵制御ＥＣＵ２４０は、自動運転制御部２１０で演算された要求操舵角に応じてモータを制御することで操舵を行う。

図２に示す車両制御決定処理は、制御決定部１１５が車両１０の制御内容を定める一連の処理である。より具体的には、制御決定部１１５が走行経路を維持するか変更するかを決定する処理である。この処理は車両１０の走行中、車両制御装置１１０により繰り返し実行される処理であり、例えば、１００ｍｓ毎に繰り返し実行される処理である。なお、この処理の開始時には走行経路が設定されているものとする。

まず、周辺情報認識部１１２は、ステップＳ１００で、周辺情報を認識する。より具体的には、カメラ１２２が撮影した車両１０の周辺画像や、物体センサ１２４が検出した車両１０の周辺状況から、周辺情報を認識する。

次に、停車車両検出部１１３は、ステップＳ１１０において、停車車両があるか否かを判定する。より具体的には、停車車両検出部１１３は、ステップＳ１００により認識した周辺情報を用いて停車車両を検出する。停車車両がない場合、ステップＳ１４０の処理に進む。一方、停車車両がある場合、移動推定部１１４は、ステップＳ１２０の処理に進む。

続いて、移動推定部１１４は、ステップＳ１２０において、ステップＳ１１０で検出した停車車両が移動する可能性があるか否かを推定する。より具体的には、移動推定部１１４は、ステップＳ１００により認識した周辺情報を用いて、ステップＳ１１０で検出した停車車両が移動を開始するか否かを推定する。移動推定部１１４の推定の詳細については後述する。移動する可能性がある場合、制御決定部１１５は、ステップＳ１３０の処理に進み、停車車両の移動が完了するのを待機し、ステップＳ１４０において走行経路設定部１１１が定めた走行経路を走行することを維持するよう制御を決定する。一方、移動する可能性がない場合、ステップＳ１４５の処理に進み、走行経路設定部１１１に走行経路を変更させ、変更した走行経路を走行するよう、自動運転制御部２１０を制御する。走行経路設定部１１１は、例えば、停車車両を避けるために車線変更を行う走行経路に変更する。

移動推定部１１４は、周辺情報のパターンに応じて、停車車両が移動を開始するか否かを推定する。周辺情報のパターンは、周辺情報と推定結果との関係が定義され、周辺情報のパターンとして、例えば、以下のような条件のいずれか１つ以上を採用することが可能である。

＜条件１＞
停車車両にドライバが不在である場合、移動する可能性はないと推定する。
なお、停車車両が無人運転車両である場合は、移動する可能性はないと推定しなくてもよい。
＜条件２＞
停車車両のドライバがカーナビを操作している場合、移動する可能性があると推定する。
＜条件３＞
停車車両の前方の信号機が停止を指示している場合、つまり赤信号が点灯している場合、移動する可能性があると推定する。
＜条件４＞
ハザードランプが点灯している場合、移動する可能性はないと推定する。
＜条件５＞
停車車両の走行車線内における停車位置が路肩と反対側であり、路肩と反対側の方向指示器が点灯している場合、移動する可能性があると推定する。
＜条件６＞
停車車両に人が乗り降りしている場合や荷物の積み下ろしを行っている場合、移動する可能性があると推定する。

また、上記の条件１〜６やその他の条件を適宜組み合わせて周辺情報のパターンとすることもできる。周辺情報のパターンは、機械学習を用いて、過去の周辺情報と停車車両の移動開始の有無から生成することもできる。本実施形態において、移動推定部１１４は、図３に示すような周辺情報のパターンに応じて、停車車両が移動を開始するか否かを推定する。

以上で説明した本実施形態の車両制御装置１１０によれば、周辺センサ１２０の検出信号を用いて周辺情報認識部１１２が検出した周辺情報を用いて、停車車両検出部１１３が走行経路上の停車車両を検出し、移動推定部１１４が、停車車両の移動開始の推定を行うため、車車間通信を用いることなく停車車両の移動の開始を推定できる。また、移動推定部１１４が停車車両が移動を開始すると推定した場合、制御決定部１１５は、停車車両の移動を待機して、走行経路を走行するよう制御内容を定める。そのため、走行経路設定部１１１が設定した走行経路を維持することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図４に示す第２実施形態の車両制御決定処理は、車両を目標停車位置に停車するか否かを決定する点が図２に示した第１実施形態の車両制御決定処理と異なる。本実施形態において「目標停車位置」とは、走行経路における目的地である。第２実施形態の自動運転制御システムの構成は、第１実施形態の自動運転制御システムの構成と同一であるため、自動運転制御システムの構成の説明は省略する。

第２実施形態では、ステップＳ１２０（図４）において停車車両の移動の可能性があると推定した場合に、図２に示すステップＳ１４０の代わりに、ステップＳ１５０において、走行経路設定部１１１が設定した停車場所で停車する。一方、停車車両の移動の可能性がないと推定した場合に、図２に示すステップＳ１４５の代わりに、ステップＳ１５５において、走行経路設定部１１１に目標停車位置を変更させ、変更した停車位置に停車するよう自動運転制御部２１０を制御する。走行経路設定部１１１は、例えば、目標停車位置を、停車車両の手前や奥に変更し、変更した目標停車位置に停車するよう走行経路を変更する。

以上で説明した本実施形態の車両制御装置１１０によれば、周辺センサ１２０の検出信号を用いて周辺情報認識部１１２が検出した周辺情報を用いて、停車車両検出部１１３が走行経路上の停車車両を検出し、移動推定部１１４が、停車車両の移動開始の推定を行うため、車車間通信を用いることなく停車車両の移動の開始を推定できる。また、移動推定部１１４が停車車両が移動を開始すると推定した場合、制御決定部１１５は、停車車両の移動を待機して、走行経路における目標停車位置に停車するよう制御内容を定める。そのため、走行経路設定部１１１が設定した走行経路を変更すること無く、停車することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図５に示す第３実施形態の車両制御決定処理は、停車車両が移動の可能性がないと推定した場合に、推定確定条件を満たしているか否かに応じて再度推定を行う点が図２に示した第１実施形態の車両制御決定処理と異なる。第３実施形態の自動運転制御システムの構成は、第１実施形態の自動運転制御システムの構成と同一であるため、自動運転制御システムの構成の説明は省略する。

第３実施形態では、ステップＳ１２０（図５）において停車車両が移動する可能性がないと推定された場合、移動推定部１１４は、ステップＳ１３５において、予め定めた条件（以下、「再推定条件」という）を満たすか否か判別する。再推定条件を満たさない場合、移動推定部１１４は、ステップＳ１４５の処理に進む。一方、再推定条件を満たす場合、移動推定部１１４は、ステップＳ１２０の処理に戻る。つまり、移動推定部１１４は、再度推定を行う。再推定条件として、例えば、以下のような条件のいずれか１つ以上を採用することが可能である。

＜再推定条件１＞
停車車両を検出してから予め定められた閾値時間経過していないこと。
＜再推定条件２＞
停車車両との距離が予め定められた閾値距離以上であること。
＜再推定条件３＞
停車車両の周囲に人が居ること。

上記の再推定条件１における閾値時間は、例えば、車両１０が停車するために必要な時間であり、車両１０の走行速度に応じて定める事ができる。

上記の再推定条件２における閾値距離は、例えば、車両１０が経路変更を行うことができる距離であり、車両１０の走行速度に応じて定める事ができる。

上記の再推定条件３が成立している場合、停車車両に乗車して車を動かす可能性が高い。そのため、この条件を採用して、移動推定部１１４が再度推定を行うことで、停車車両が移動すると推定する可能性があり、走行経路設定部１１１が設定した走行経路の走行を維持できる。

また、上記の再推定条件１〜３やその他の条件を適宜組み合わせて再推定条件とすることもできる。

以上で説明した本実施形態の車両制御装置１１０によれば、移動推定部１１４は、停車車両が移動を開始しないと推定した場合に、走行経路設定部１１１が変更した走行経路を走行する制御を行う前であって、かつ、再推定条件を満たす場合において、再度推定を行う。そのため、停車車両が移動を開始しないと推定した後であっても、停車車両が移動すると推定結果が変わる可能性があり、走行経路設定部１１１が設定した走行経路の走行を維持できる。

Ｄ．その他の実施形態：
上述した実施形態において、制御決定部１１５は、車両制御決定処理のステップＳ１３０において、予め定められた時間以上待機しても、停車車両の移動が完了しない場合、ステップＳ１４５もしくはステップＳ１５５に進み、走行経路設定部１１１に走行経路もしくは目標停車位置を変更させてもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。

１０ 車両、１００ 自動運転制御システム、１１０ 車両制御装置、１１１ 走行経路設定部、１１２ 周辺情報認識部、１１３ 停車車両検出部、１１４ 移動推定部、１１５ 制御決定部、１２０ 周辺センサ

Claims (8)

1. 車両（１０）の自動運転を実行する車両制御装置（１１０）であって、
   前記車両の走行経路を設定する走行経路設定部（１１１）と、
   周辺センサ（１２０）の検出信号を用いて前記車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部（１１２）と、
   前記周辺情報を用いて、前記走行経路上の停車車両を検出する停車車両検出部（１１３）と、
   前記周辺情報を用いて、前記停車車両が移動を開始するか否かの推定をする移動推定部（１１４）と、
   前記移動推定部の推定結果に応じて前記車両の制御内容を決定する制御決定部（１１５）と、を備え、
   前記制御決定部は、
   前記停車車両が移動を開始すると推定した場合に、前記停車車両が移動するのを待機して、前記走行経路を走行する制御を行うよう決定し、
   前記停車車両が移動を開始しないと推定した場合に、前記走行経路設定部に走行経路を変更させ、前記走行経路設定部が変更した走行経路を走行する制御を行うよう決定する、車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両が移動を開始しないと推定した場合に、前記走行経路設定部が変更した走行経路を走行する制御を行う前であって、かつ、予め定めた条件を満たす場合において、再度、前記推定を行う、車両制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両の運転手の有無に基づいて、前記推定を行う、車両制御装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両の運転手の動きに基づいて、前記推定を行う、車両制御装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両のハザードランプの点灯の有無に基づいて、前記推定を行う、車両制御装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両の走行車線内における位置に基づいて、前記推定を行う、車両制御装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両の前方の信号機が停止を指示しているか否かに基づいて、前記推定を行う、車両制御装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記移動推定部は、前記停車車両周辺の人の動きに基づいて、前記推定を行う、車両制御装置。

Images