JP2021015428A - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】先行車両に対する追越制御が過剰に作動することを抑制することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供すること。【解決手段】実施形態の車両制御装置は、自車両の周辺環境を認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、前記運転制御部は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施し、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持するものである。【選択図】図2

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。
近年、車両を自動的に制御することについて研究が進められている。これに関連して、自動運転中に追い越しを実行する際に、後続車両の走行状態に応じて、追い越し走行を制限し、或いは、追い越しのために車線変更を行った後でも先行車両を追い越さずに元の車線に戻る制御を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、先行車両の追い越しを実行した後に、追い越した先行車両の前方に車線変更を行うために必要な大きさの領域が存在しているか否かに応じて、車線変更を行うか否かを判定する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許第6103716号公報 特許第6394554号公報
しかしながら、従来の技術では、自車両が、先行する他車両を追い越した後、この他車両に追い越され、再びこの他車両が自車両に先行する車両となった場合、自車両においてさらなる追越制御が実行され、車線変更が多発してしまう場合があった。
本発明の一態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、先行車両に対する追越制御が過剰に作動することを抑制することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1)この発明の一態様の車両制御装置は、自車両の周辺環境を認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、前記運転制御部は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施し、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持するものである。
(2)の態様は、上記(1)の態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記自車両の前方を走行している他車両の特徴情報と、過去に前記自車両が追い越しを行い保持された前記前方車両の特徴情報と、が所定の閾値以上に一致する場合、前記他車両に対する前記追越制御を抑制する抑制制御を実施するものである。
(3)の態様は、上記(2)の態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記自車両と前記他車両との間の相対速度が所定の速度閾値以上である場合に前記追越制御を実施し、前記運転制御部は、前記抑制制御を実施している場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記速度閾値を大きな値とするものである。
(4)の態様は、上記(3)の態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記相対速度が前記速度閾値以上である走行状態が所定の距離閾値以上または所定の時間閾値以上の間だけ継続した場合に、前記追越制御を実施し、前記運転制御部は、前記抑制制御を実施している場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記距離閾値または前記時間閾値を大きな値とするものである。
(5)の態様は、上記(2)から(4)のいずれかの態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記抑制制御を実施している場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記自車両と前記他車両との間の車間距離を拡大するように前記運転制御を行うものである。
(6)の態様は、上記(2)から(5)のいずれかの態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記抑制制御を実施しており、且つ、前記自車両が前記他車両を追い越した後に前記他車両の前方に前記自車両を戻す制御を行う場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記自車両と前記他車両との間の車間距離が大きくなるように、前記自車両を戻す制御を行うものである。
(7)の態様は、上記(2)から(6)のいずれかの態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記自車両が前記他車両を追い越した後に所定時間が経過した場合、保持された前記他車両の特徴情報を削除する、または、前記他車両に対する前記抑制制御の解除を行うものである。
(8)の態様は、上記(2)から(7)のいずれかの態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記自車両が前記他車両を追い越した後に所定距離を走行した場合、保持された前記他車両の特徴情報を削除する、または、前記他車両に対する前記抑制制御の解除を行うものである。
(9)の態様は、上記(2)から(8)のいずれかの態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記自車両が予め設定された地点を通過した場合、保持された前記特徴情報を削除する、または、前記抑制制御の解除を行うものである。
(10)の態様は、上記(2)から(9)のいずれかの態様に係る車両制御装置において、前記運転制御部は、前記自車両の走行環境に規定された速度が変化したことを検出した場合、保持された前記特徴情報を削除する、または、前記抑制制御の解除を行うものである。
(11)この発明の他の態様の車両制御方法は、車両制御装置のコンピュータが自車両の周辺環境を認識し、前記認識の結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行い、前記運転制御は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施し、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持するものである。
(12)この発明の他の態様のプログラムは、車両制御装置のコンピュータに自車両の周辺環境を認識させ、前記認識の結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行わせ、前記運転制御は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施させ、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持させるものである。
上記(1)、(11)、(12)によれば、前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持することで、先行車両に対する追越制御が過剰に作動することなどを抑制することが可能になる。
上記(2)によれば、追越制御を抑制する抑制制御を実施することで、追越制御が過剰に作動することを抑制することができる。
上記(3)、(4)によれば、抑制制御を実施している場合でも、必要時(前方車両停止時など)には追越制御を作動させつつ、不用意な追越制御の作動を抑制することができる。
上記(5)によれば、車間距離を拡大することで、追越制御を抑制しつつ、他車両が自車両と前方車両との間に入る可能性を高めることができる。
上記(6)によれば、多くの車間距離を確保することで、後方車両に対して、追越制御の作動に伴う不安感を低減することができる。
上記(7)および(8)によれば、不要な特徴情報を削除等することで、追越制御が過剰に抑制されることを防止することができる。
上記(9)によれば、予め設定された地点を通過により、走行シーンが変化していることが想定されるため、早期且つ適切に抑制制御をリセットすることができる。
上記(10)によれば、走行環境速度(標識速度または他車両速度)が変化した場合には、早期且つ適切に抑制制御をリセットすることができる。
実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム1の構成図である。 第1制御部120および第2制御部160の機能構成図である。 自動運転制御装置100による一連の処理の流れを示すフローチャートである。 自車両Mが先行車両mAを追い越す場面の一例を示す図である。 記憶部180に記憶された追越車両情報182の一例を示す図である。 第1条件と第2条件との間における戻り位置の違いの一例を説明する図である。 図7は、第1条件と第2条件との間における戻り位置の違いの他の例を説明する図である。 追越車両情報182の更新処理の流れの一例を示すフローチャートである。 自車両Mが複数の先行車両を追い越す場面の一例を示す図である。 自動運転制御装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、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。実施形態の車両制御装置は、例えば、自動運転車両に適用される。自動運転とは、例えば、車両の操舵または加減速のうち、一方または双方を制御して運転制御を実行することである。上述した運転制御には、例えば、ACC(Adaptive Cruise Control System)やTJP(Traffic Jam Pilot)、ALC(Auto Lane Changing)、CMBS(Collision Mitigation Brake System)、LKAS(Lane Keeping Assistance System)等の運転制御が含まれる。また、自動運転車両は、乗員(運転者)の手動運転による運転制御が実行されてよい。また、以下では、左側通行の法規が適用される場合について説明するが、右側通行の法規が適用される場合、左右を逆に読み替えればよい。また、以下では、水平方向のある一方向をXとし、他方の方向をYとし、X−Yの水平方向に対して直交する鉛直方向をZとして説明する。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム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、HMI(Human Machine Interface)30と、車両センサ40と、ナビゲーション装置50と、MPU(Map Positioning Unit)60と、運転操作子80と、自動運転制御装置100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220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、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。例えば、自車両Mの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。また、自車両Mの後方を撮像する場合、カメラ10は、リアウィンドシールド上部等に取り付けられる。また、自車両Mの右側方または左側方を撮像する場合、カメラ10は、車体やドアミラーの右側面または左側面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共に、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の任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置12は、FM−CW(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、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ14は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ14は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ14は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
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、認識結果を自動運転制御装置100に出力する。また、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の検出結果をそのまま自動運転制御装置100に出力してよい。この場合、車両システム1から物体認識装置16が省略されてもよい。
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。
HMI30は、自車両Mの乗員(運転者を含む)に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、例えば、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キー等を含む。HMI30には、例えば、乗員の意思(操作)による自車両Mの進行方向を受け付ける方向指示器が含まれてよい。
車両センサ40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。
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とを備える。ナビゲーション装置50は、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51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40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、前述したHMI30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(以下、地図上経路)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。地図上経路は、MPU60に出力される。ナビゲーション装置50は、地図上経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置50は、例えば、乗員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。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地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61を含み、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から提供された地図上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、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、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。第2地図情報62は、通信装置20が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。
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、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。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、自動運転制御装置100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一部または全部に出力される。
自動運転制御装置100は、例えば、第1制御部120と、第2制御部160と、記憶部180とを備える。第1制御部120と第2制御部160とは、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)(コンピュータ)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素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)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)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。プログラムは、予め自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROM等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
記憶部180は、上記の各種記憶装置により実現される。また、記憶部180は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現される。記憶部180には、例えば、プロセッサによって読み出されて実行されるプログラムに加えて、追越車両情報182などの情報が格納される。追越車両情報182の詳細については後述する。
図2は、第1制御部120および第2制御部160の機能構成図である。第1制御部120は、例えば、認識部130と、行動計画生成部140とを備える。行動計画生成部140と、第2制御部160とを組み合わせたものが、「運転制御部」の一例である。
第1制御部120は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示等がある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部130は、自車両Mの周辺環境を認識する。例えば、認識部130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を介して入力された情報に基づいて、自車両Mの周辺に存在する物体を認識する。認識部130により認識される物体は、例えば、自転車、オートバイク、四輪自動車、歩行者、道路標識、道路標示、区画線、電柱、ガードレール、落下物などを含む。また、認識部130は、物体の位置や、速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心など)を原点とした相対座標上の位置(すなわち自車両Mに対する相対位置)として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体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。
また、認識部130は、例えば、自車両Mが走行している自車線や、自車線に隣接した隣接車線などを認識する。例えば、認識部130は、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、自車線や隣接車線などを認識する。
また、認識部130は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレール等を含む走路境界(道路境界)を認識することで、自車線や隣接車線といった車線を認識してもよい。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。また、認識部130は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
認識部130は、自車線を認識する際に、自車線に対する自車両Mの相対位置や姿勢を認識する。認識部130は、例えば、自車両Mの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Mの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、自車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部130は、自車線のいずれかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自車両Mの基準点の位置などを、自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。
行動計画生成部140は、例えば、イベント決定部142と、目標軌道生成部144とを備える。イベント決定部142は、推奨車線が決定された経路において、自車両Mが自動運転下にある場合、その自動運転の走行態様を決定する。以下、自動運転の走行態様を規定した情報をイベントと称して説明する。
イベントには、例えば、自車両Mを一定の速度で同じ車線を走行させる定速走行イベント、自車線上において自車両Mの前方の所定距離以内(例えば100[m]以内)に存在し、自車両Mに最も近い他車両(以下、先行車両mAと称する)に自車両Mを追従させる追従走行イベント、自車両Mを自車線から隣接車線へと車線変更させる車線変更イベント、道路の分岐地点で自車両Mを目的地側の車線に分岐させる分岐イベント、合流地点で自車両Mを本線に合流させる合流イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバーイベントなどが含まれる。「追従する」とは、例えば、自車両Mと先行車両mAとの車間距離(相対距離)を一定に維持させる走行態様であってもよいし、自車両Mと先行車両mAとの車間距離を一定に維持させることに加えて、自車両Mを自車線の中央で走行させる走行態様であってもよい。また、イベントには、例えば、自車両Mを一旦隣接車線に車線変更させて先行車両mAを隣接車線において追い越してから再び元の車線へと車線変更させる追い越しイベント、自車両Mの前方に存在する障害物を回避するために自車両Mに制動および操舵の少なくとも一方を行わせる回避イベントなどが含まれてよい。
また、イベント決定部142は、例えば、自車両Mの走行時に認識部130により認識された周辺の状況に応じて、現在の区間に対して既に決定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間に対して新たなイベントを決定したりしてよい。
また、イベント決定部142は、車載機器に対する乗員の操作に応じて、現在の区間に対して既に決定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間に対して新たなイベントを決定したりしてよい。例えば、イベント決定部142は、乗員が方向指示器を作動させた場合、現在の区間に対して既に決定したイベントを車線変更イベントに変更したり、現在の区間に対して新たに車線変更イベントを決定したりしてよい。
例えば、乗員が方向指示器のレバー(ストークやスイッチともいう)を所定時間(例えば数秒間)操作して左側の隣接車線への車線変更を指示した場合、イベント決定部142は、自車両Mから見て左側の隣接車線へと自車両Mを車線変更させるような車線変更イベントを決定する。また、例えば、乗員が方向指示器のレバーを操作して右側の隣接車線への車線変更を指示した場合、イベント決定部142は、自車両Mから見て右側の隣接車線へと自車両Mを車線変更させるような車線変更イベントを決定する。方向指示器のレバーを操作して車線変更を指示することは、ワンタッチ機能とも呼ばれる。なお、車線変更の指示は、方向指示器のレバーを操作することに加えて、或いは代えて、ステアリングホイールを操作することで行われてもよいし、マイクロフォンに対して音声を入力することで行われてもよいし、他のスイッチやボタンを操作することで行われてもよい。
目標軌道生成部144は、原則的には推奨車線決定部61により決定された推奨車線を自車両Mが走行し、更に、自車両Mが推奨車線を走行する際に周辺の状況に対応するため、イベントにより規定された走行態様で自車両Mを自動的に(運転者の操作に依らずに)走行させる将来の目標軌道を生成する。目標軌道には、例えば、将来の自車両Mの位置を定めた位置要素と、将来の自車両Mの速度等を定めた速度要素とが含まれる。
例えば、目標軌道生成部144は、自車両Mが順に到達すべき複数の地点(軌道点)を、目標軌道の位置要素として決定する。軌道点は、所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点である。所定の走行距離は、例えば、経路に沿って進んだときの道なり距離によって計算されてよい。
また、目標軌道生成部144は、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を、目標軌道の速度要素として決定する。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は、サンプリング時間および軌道点の間隔によって決定される。目標軌道生成部144は、生成した目標軌道を示す情報を、第2制御部160に出力する。
第2制御部160は、行動計画生成部140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200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御する。
第2制御部160は、例えば、取得部162と、速度制御部164と、操舵制御部166とを備える。取得部162は、行動計画生成部140により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、メモリ(不図示)に記憶させる。速度制御部164は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置200またはブレーキ装置210を制御する。操舵制御部166は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置220を制御する。速度制御部164および操舵制御部166の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部166は、自車両Mの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
走行駆動力出力装置200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200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、第2制御部160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210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、第2制御部160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210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210は、上記説明した構成に限らず、第2制御部160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。
ステアリング装置220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、第2制御部160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。
[処理フロー]
<追越制御>
以下、実施形態の自動運転制御装置100による一連の処理の流れをフローチャートを用いて説明する。図3は、自動運転制御装置100による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、自車両Mの自動運転中において所定の周期で繰り返し実行されてよい。
まず、行動計画生成部140は、認識部130によって先行車両mAが認識されるまで待機し(ステップS100)、認識部130によって先行車両mAが認識された場合、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrを導出する(ステップS102)。相対速度Vrは、例えば、自車両Mの速度から先行車両mAの速度を減算した速度差である。
図4は、自車両Mが先行車両mAを追い越す場面の一例を示す図である。図4において、L1およびL2は車線を表している。自車両Mおよび先行車両mAは、車線L1を走行している。行動計画生成部140は、認識部130によって先行車両mAが認識された場合、自車両Mの速度VMから先行車両mAの速度Vm1を減算した速度差である相対速度Vr(=VM−Vm1)を導出する。
次に、行動計画生成部140は、認識部130によって認識された先行車両mAの特徴情報を収集する(ステップS104)。「特徴情報」とは、先行車両mAを識別する情報である。例えば、行動計画生成部140は、先行車両mAのリアに取り付けられたナンバープレート、反射板の形状や寸法、模様、色、数、車幅、車高、車両の色などの特徴情報を収集する。また、行動計画生成部140は、収集された特徴情報に基づいて、先行車両mAの車種を特定する。車種とは、車両の種類の他、普通自動車、小型自動車、中型自動車、大型自動車といった車種の分類を示すものであってもよい。
次に、行動計画生成部140は、認識部130によって認識された先行車両mAが追越済み車両であるか否かを判定する(ステップS106)。「追越済み車両」とは、過去の一定期間および/または一定走行距離の間において、自車両Mが追い越した他車両である。行動計画生成部140は、収集された先行車両mAの特徴情報が、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれているか否かを判定する。
図5は、記憶部180に記憶された追越車両情報182の一例を示す図である。追越車両情報182は、過去に収集された他車両の特徴情報であって、自車両Mが追い越しを行った他車両(追越済み車両)の特徴情報を含む。行動計画生成部140は、例えば、収集された先行車両mAの特徴情報に含まれる「ナンバープレート」、「車種」、「車高」、「車幅」、「車両の色」などの情報の各々が、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる対応する情報と一致するか否かを判定する。
例えば、行動計画生成部140は、収集された先行車両mAの特徴情報と、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる特徴情報とが所定の閾値以上に一致する場合、認識部130によって認識された先行車両mAが追越済み車両であると判定する。例えば、行動計画生成部140は、収集された先行車両mAの特徴情報に含まれる「ナンバープレート」、「車種」、「車高」、「車幅」の4つの項目の内の3つ以上が、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる特徴情報と一致する場合、認識部130によって認識された先行車両mAが追越済み車両であると判定する。
行動計画生成部140は、先行車両mAが追越済み車両ではないと判定した場合、第1条件に基づく追越制御を行う(ステップS108)。第1条件とは、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrに基づく条件である。例えば、第1条件には、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrが、ある閾値(以下、第1速度閾値ThV1と称する)以上であり、且つ、この相対速度Vrが第1速度閾値ThV1以上である走行状態がある距離閾値(以下、第1距離閾値ThD1と称する)以上の間だけ継続することが含まれる。或いは、第1条件には、相対速度Vrが、第1速度閾値ThV1以上であり、且つ、この相対速度Vrが第1速度閾値ThV1以上である走行状態がある時間閾値(以下、第1時間閾値ThT1と称する)以上の間だけ継続することが含まれる。なお、第1条件には、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrが第1速度閾値ThV1以上であることに加えて、或いは代えて、自車両Mと先行車両mAとの相対距離が閾値以上であることや、自車両Mと先行車両mAとの相対距離を自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrで除算したTTC(Time-To-Collision)が閾値以上であることが含まれてもよい。
例えば、行動計画生成部140は、第1条件が満たされる場合、先行車両mAを追い越すために、現在の区間のイベントを追い越しイベントに決定し、その追い越しイベントに基づいて目標軌道Kを生成する。これを受けて、第2制御部160は、目標軌道に基づいて自車両Mの操舵および速度を制御することで、自車両Mに先行車両mAを追い越させる。なお、「追い越し」には、先行車両mAの後続車両である自車両Mが自車線から隣接車線へと車線変更し、隣接車線上で先行車両mAよりも前方に出てから、元の車線へと車線変更することに加えて、更に、自車両Mが車線変更をせずに先行車両mAの前方に出るような「追い抜き」が含まれてもよい。
一方、行動計画生成部140は、先行車両mAが追越済み車両であると判定した場合、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる特徴情報の更新を行う(ステップS110)。特徴情報の更新処理については後述する。
次に、行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御を行う(ステップS112)。第1条件と同様に、第2条件とは、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrに基づく条件である。しかしながら、第2条件は、第1条件と比較して、追い越しが抑制される条件である。すなわち、第2条件には、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrが、ある閾値(以下、第2速度閾値ThV2と称する)以上であり、且つ、この相対速度Vrが第2速度閾値ThV2以上である走行状態がある距離閾値(以下、第2距離閾値ThD2と称する)以上の間だけ継続することが含まれる。或いは、第2条件には、相対速度Vrが、第2速度閾値ThV2以上であり、且つ、この相対速度Vrが第2速度閾値ThV2以上である走行状態がある時間閾値(以下、第2時間閾値ThT2と称する)以上の間だけ継続することが含まれる。第2速度閾値ThV2は、第1速度閾値ThV1よりも大きい。第2距離閾値ThD2は、第1距離閾値ThD1よりも大きい。第2時間閾値ThT2は、第1時間閾値ThT1よりも大きい。このように第2速度閾値ThV2、第2距離閾値ThD2、および第2時間閾値ThT2を設定することで、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrが十分に大きく、且つ、その走行状態が十分に長い距離または時間だけ継続した場合にのみ追越制御が実行されるようにすること(追い越しを抑制すること)ができる。
なお、第2条件には、自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrが第2速度閾値ThV2以上であることに加えて、或いは代えて、自車両Mと先行車両mAとの相対距離が閾値以上であることや、自車両Mと先行車両mAとの相対距離を自車両Mと先行車両mAとの相対速度Vrで除算したTTCが閾値以上であることが含まれてもよい。
例えば、行動計画生成部140は、第2条件が満たされる場合、先行車両mAを追い越すために、現在の区間のイベントを追い越しイベントに決定し、その追い越しイベントに基づいて目標軌道Kを生成する。これを受けて、第2制御部160は、目標軌道に基づいて自車両Mの操舵および速度を制御することで、自車両Mに先行車両mAを追い越させる。
行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御では、第1条件に基づく追越制御と比べて、先行車両mAを追従する際の車間距離を拡大するように制御する。
行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御では、自車両Mが先行車両mAの追い越し後に元の車線に戻る場合、第1条件に基づく追越制御と比べて、先行車両mAからより遠方に戻る位置を設定する。図6は、第1条件と第2条件との間における戻り位置の違いの一例を説明する図である。図6に示すように、行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御における目標軌道K2の戻り位置R2を、第1条件に基づく追越制御における目標軌道K1の戻り位置R1よりも遠方に設定する。すなわち、行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御において元の車線に戻る際の先行車両mA(後方車両)に対する車間距離D2を、第1条件に基づく追越制御において元の車線に戻る際の先行車両mAに対する車間距離D1よりも大きく設定する(車間距離を拡大する)。
行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御では、自車両Mが先行車両mAの追い越し後に元の車線に戻る場合、追い越し対象である先行車両mAとは異なる他車両が、自車両Mの後方車両となるように戻り位置を設定してもよい。図7は、第1条件と第2条件との間における戻り位置の違いの他の例を説明する図である。図7に示すように、行動計画生成部140は、第2条件に基づく追越制御では、自車両Mが先行車両mAの追い越し後に元の車線に戻る場合、追い越し対象である先行車両mAの前方に位置する他車両mA2が、自車両Mの後方車両となるように(すなわち、他車両mA2の前方に戻るように)戻り位置を設定してもよい。
なお、行動計画生成部140は、第1条件または第2条件を満たさないと判定した場合、現在のイベントを変更せず維持する。例えば、現在のイベントが先行車両mAに自車両Mを追従させる追従走行イベントであった場合、第2制御部160は、自車両Mの少なくとも速度を制御して、自車両Mを先行車両mAに追従させることを継続する。
次に、行動計画生成部140は、追い越しを行った先行車両mA(追越済み車両)の特徴情報を記憶部180に記憶させる(ステップS114)。なお、行動計画生成部140は、追い越しを行った先行車両mAに限らず、認識された先行車両の特徴情報の全てを記憶部180に記憶させてもよい。以上により、本フローチャートの処理が終了する。
<特徴情報の更新処理>
図8は、図3に示される特徴情報の更新処理(ステップS110)の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、行動計画生成部140は、経過時間に基づいて、記憶部180に記憶された特徴情報の更新を行う(ステップS200)。「経過時間」とは、自車両Mが先行車両mAを追い越してから経過した時間を言う。例えば、行動計画生成部140は、現在時刻から、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる車両ごとの特徴情報の「追い越し時刻」を減算することで、車両ごとの特徴情報の経過時間を算出する。行動計画生成部140は、算出した経過時間が、ある閾値以上(例えば、1時間以上)である特徴情報を無効化する。特徴情報を無効化するとは、特徴情報を削除することや、特徴情報が無効となるように所定の情報(フラグ)を関連付けることを言う。このように、追い越してから時間が経過した先行車両mAの特徴情報を無効化することで、先行車両mAに対する抑制制御の解除を行い、追越制御が過剰に抑制されることを防止することができる。
次に、行動計画生成部140は、走行距離に基づいて、記憶部180に記憶された特徴情報の更新を行う(ステップS202)。「走行距離」とは、自車両Mが先行車両mAを追い越してから走行した距離を言う。例えば、行動計画生成部140は、ナビゲーション装置50から得られる自車両Mの現在位置と、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる車両ごとの特徴情報の「追い越し位置」とに基づいて、走行距離を算出する。行動計画生成部140は、算出した走行距離が、ある閾値以上(例えば、100km以上)である特徴情報を無効化する。このように、追い越してから走行距離が十分に経過した先行車両mAの特徴情報を無効化することで、先行車両mAに対する抑制制御の解除を行い、追越制御が過剰に抑制されることを防止することができる。
次に、行動計画生成部140は、走行環境情報に基づいて、記憶部180に記憶された特徴情報の更新を行う(ステップS204)。「走行環境情報」とは、予め設定された地点(例えば、ジャンクション(JCT)、インターチェンジ(IC)、パーキングエリア(PA))を通過したか否かを示す情報、走行環境の道路上限速度に関する情報などを含む。
例えば、行動計画生成部140は、ナビゲーション装置50から得られる自車両Mの現在位置と、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる車両ごとの特徴情報の「追い越し位置」とに基づいて、先行車両mAの追い越し後に、自車両Mが予め設定された地点を通過したか否かを判定する。行動計画生成部140は、先行車両mAの追い越し後に、自車両Mが予め設定された地点を通過したと判定した場合、この追い越しの対象であった先行車両mAの特徴情報を無効化する。このように、自車両Mが予め設定された地点を通過した場合、走行シーンが変化していることが想定される。このような状況下における特徴情報を無効化することで、追越制御に利用する追越車両情報を早期且つ適切にリセットすることができる。
また、例えば、行動計画生成部140は、ナビゲーション装置50から得られる自車両Mの現在位置の走行環境の道路上限速度(標識速度、または他車両速度)が、記憶部180に記憶された追越車両情報182に含まれる車両ごとの特徴情報の「追い越し位置」の走行環境の道路上限速度とが異なっている場合、この追い越しの対象であった先行車両mAの特徴情報を無効化する。このような状況下における特徴情報を無効化することで、追越制御に利用する追越車両情報を早期且つ適切にリセットすることができる。以上により、本フローチャートの処理が終了し、図3の処理に戻る。
以上説明した実施形態によれば、先行車両に対する追越制御が過剰に作動することを抑制することができる。
なお、上記の実施形態では、行動計画生成部140が、自車両Mの前方を走行している前方車両の特徴情報を収集する構成を例に挙げて説明したがこれに限られない。例えば、図9に示すように、前方車両mAの前方に他車両mA3が走行しており、この他車両mA3の前方に他車両mA4が走行しているような場合、行動計画生成部140は、前方車両mAに加えて、或いは代えて、他車両mA3および他車両mA4の特徴情報を収集するようにしてもよい。
[ハードウェア構成]
図10は、実施形態の自動運転制御装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置100は、通信コントローラ100−1、CPU100−2、ワーキングメモリとして使用されるRAM100−3、ブートプログラム等を格納するROM100−4、フラッシュメモリやHDD等の記憶装置100−5、ドライブ装置100−6等が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ100−1は、自動運転制御装置100以外の構成要素との通信を行う。記憶装置100−5には、CPU100−2が実行するプログラム100−5aが格納されている。このプログラムは、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(不図示)等によってRAM100−3に展開されて、CPU100−2によって実行される。これによって、第1制御部120および第2制御部160のうち一部または全部が実現される。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の周辺環境を認識させ、
前記認識の結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行わせ、
前記運転制御は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記他車両の追い越しを行う追越制御を実施させ、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持させる、
車両制御装置。
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。
1…車両システム、10…カメラ、12…レーダ装置、14…ファインダ、16…物体認識装置、20…通信装置、30…HMI、40…車両センサ、50…ナビゲーション装置、60…MPU、80…運転操作子、100…自動運転制御装置、120…第1制御部、130…認識部、140…行動計画生成部、142…イベント決定部、144…目標軌道生成部、160…第2制御部、162…取得部、164…速度制御部、166…操舵制御部、180…記憶部、M…自車両

Claims (12)

  1. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
    前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、
    を備え、
    前記運転制御部は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施し、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持する、
    車両制御装置。
  2. 前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記自車両の前方を走行している他車両の特徴情報と、過去に前記自車両が追い越しを行い保持された前記前方車両の特徴情報と、が所定の閾値以上に一致する場合、前記他車両に対する前記追越制御を抑制する抑制制御を実施する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記運転制御部は、前記自車両と前記他車両との間の相対速度が所定の速度閾値以上である場合に前記追越制御を実施し、
    前記運転制御部は、前記抑制制御を実施している場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記速度閾値を大きな値とする、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記運転制御部は、前記相対速度が前記速度閾値以上である走行状態が所定の距離閾値以上または所定の時間閾値以上の間だけ継続した場合に、前記追越制御を実施し、
    前記運転制御部は、前記抑制制御を実施している場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記距離閾値または前記時間閾値を大きな値とする、
    請求項3に記載の車両制御装置。
  5. 前記運転制御部は、前記抑制制御を実施している場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記自車両と前記他車両との間の車間距離を拡大するように前記運転制御を行う、
    請求項2から4のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  6. 前記運転制御部は、前記抑制制御を実施しており、且つ、前記自車両が前記他車両を追い越した後に前記他車両の前方に前記自車両を戻す制御を行う場合、前記抑制制御を実施していない場合よりも、前記自車両と前記他車両との間の車間距離が大きくなるように、前記自車両を戻す制御を行う、
    請求項2から5のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  7. 前記運転制御部は、前記自車両が前記他車両を追い越した後に所定時間が経過した場合、保持された前記他車両の特徴情報を削除する、または、前記他車両に対する前記抑制制御の解除を行う、
    請求項2から6のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  8. 前記運転制御部は、前記自車両が前記他車両を追い越した後に所定距離を走行した場合、保持された前記他車両の特徴情報を削除する、または、前記他車両に対する前記抑制制御の解除を行う、
    請求項2から7のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  9. 前記運転制御部は、前記自車両が予め設定された地点を通過した場合、保持された前記特徴情報を削除する、または、前記抑制制御の解除を行う、
    請求項2から8のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  10. 前記運転制御部は、前記自車両の走行環境に規定された速度が変化したことを検出した場合、保持された前記特徴情報を削除する、または、前記抑制制御の解除を行う、
    請求項2から9のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  11. 車両制御装置のコンピュータが
    自車両の周辺環境を認識し、
    前記認識の結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行い、
    前記運転制御は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施し、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持する、
    車両制御方法。
  12. 車両制御装置のコンピュータに
    自車両の周辺環境を認識させ、
    前記認識の結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行わせ、
    前記運転制御は、前記自車両と、前記自車両の前方を走行している前方車両との間の速度関係が所定の条件を満たす場合、前記前方車両の追い越しを行う追越制御を実施させ、前記前方車両の特徴情報を所定の条件下で保持させる、
    プログラム。
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