JP2022142264A - 移動体制御システム、移動体制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の状況に応じて移動体をより精度よく制御すること。【解決手段】移動体制御システムは、移動体の周辺の状況を認識する認識部と、前記認識部が認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、前記第１移動体の行動の特性を推定し、推定した特性に応じて大きさの異なる注意領域を前記第１移動体に設定し、前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体制御システム、移動体制御方法、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、運転者の操作により自車両の自動運転の開始を指示する指示手段と、自動運転の目的地を設定する設定手段と、運転者により前記指示手段が操作された場合に、前記目的地が設定されているか否かに基づいて自動運転のモードを決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記自動運転のモードに基づいて車両走行制御する制御手段と、を備え、前記決定手段は、前記目的地が設定されていない場合は、前記自動運転のモードを、前記自車両の現在の走行路に沿って走行する自動運転又は自動停車に決定する、運転支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／１５８３４７号

しかしながら、従来の技術では、周囲の状況に応じた車両の制御を精度よく行うことができない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、周囲の状況に応じて移動体をより精度よく制御することができる移動体制御システム、移動体制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る移動体制御システム、移動体制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る移動体制御システムは、移動体の周辺の状況を認識する認識部と、前記認識部が認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、前記第１移動体の行動の特性を推定し、推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定し、前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する。

（２）：上記（１）の態様において、前記行動の特性は、注意度合が低い第１特性、および前記第１特性よりも注意度合が高い第２特性を含み、前記制御部は、前記第２特性である場合、前記第１特性である場合よりも大きい注意領域を設定する。

（３）：上記（２）の態様において、前記制御部は、前記行動の特性が、注意度合が低い第１特性である場合、前記第１移動体の前方に第１注意領域を設定し、前記行動の特性が、前記第１特性よりも注意度合が高い第２特性である場合、前記第１移動体の前方、および前記前方において前記第１移動体の前記移動体側の横方向に第２注意領域を設定し、設定した注意領域である前記第１注意領域または前記第２注意領域を用いて前記移動体を制御する。

（４）：上記（２）または（３）の態様において、前記行動の特性は、前走する第２移動体との距離を空けないように前記第１移動体を移動させる傾向である第３特性、および前記移動体に対して友好的な行動を行っている傾向である第４特性を含み、前記制御部は、前記行動の特性が前記第２特性であり、且つ前記移動体が前記注意領域に存在する場合に、前記行動の特性が第３特性であるか前記第４特性であるかを判定し、判定の結果に基づいて前記移動体を制御する。

（５）：上記（４）の態様において、前記第１特性または前記第２特性であるか否かを前記制御部が判定する処理負荷は、第３特性または前記第４特性であるか否かを前記制御部が判定する処理負荷よりも小さい。

（６）：上記（５）の態様において、前記制御部は、前記第１移動体の加速度合または減速度合に基づいて、前記第１移動体が前記第１特性であるか前記第２特性であるかを判定し、前記第１移動体が前記第１移動体の前方に存在する前記第２移動体に対して設定された基準位置に接近する時間に基づいて、前記第１移動体が前記第３特性であるか前記第４特性であるかを判定する。

（７）：上記（４）から（６）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記行動の特性が前記第４特性である場合、前記移動体を前記第１移動体の前方に進行させる。

（８）：上記（４）から（７）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記行動の特性が前記第３特性である場合、前記移動体を前記第１移動体の前方に進行させることを中断する。

（９）：上記（１）から（８）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記第１移動体が移動する第１道路と前記移動体が移動する第２道路とが接続され、前記接続によって前記第２道路が消失し、前記第１移動体の前方に前記第１移動体から所定の距離の位置に第２移動体が存在し、且つ前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、前記注意領域を前記第１移動体に設定し、前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する。

（１０）：この発明の一態様に係る移動体制御方法は、コンピュータが、移動体の周辺の状況を認識し、前記認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御し、前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、前記第１移動体の行動の特性を推定し、推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定し、前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する。

（１１）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、移動体の周辺の状況を認識させ、前記認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御させ、前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、前記第１移動体の行動の特性を推定させ、推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定させ、前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御させる。

（１）－（１１）によれば、移動体制御システムが、第１移動体の行動の特性を推定し、推定した特性に応じた注意領域を第１移動体に設定し、設定した注意領域を用いて移動体を制御することにより、周囲の状況に応じて移動体をより精度よく制御することができる。

（４）－（８）によれば、移動体制御システムは、より詳細に第１移動体の行動を認識することで、第１移動体の特性に応じた移動体の制御を実現することができる。

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。 進入処理について説明するための図（その１）である。 第１状態において設定される第１注意領域ＡＺ１の一例を示す図である。 進入処理について説明するための図（その２）である。 第２状態において設定される第２注意領域ＡＡＺ２の一例を示す図である。 進入処理について説明するための図（その３）である。 進入処理について説明するための図（その４）である。 進入処理について説明するための図（その５）である。 進入処理について説明するための図（その６）である。 運転の状態の遷移図である。 自動運転制御装置１００に実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の移動体制御システム、移動体制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。本実施形態では、移動体は、車両として説明するが、車両とは異なる他の移動体に適用されてもよい。

＜第１実施形態＞
［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などの内燃機関、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、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。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。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の周辺にミリ波など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、速度などを認識する。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。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。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）などを利用して、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、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

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などの記憶装置に第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、キーなどを含む。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）情報などを含んでもよい。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などの記憶装置に第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、電話番号情報などが含まれてよい。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とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）など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）などのハードウェア（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などの記憶装置（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など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。

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。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、道路標示などがある）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。第１制御部１２０または第２制御部１６０に含まれる機能部の一部は、自動運転制御装置１００とは異なる装置に含まれていてもよい。

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の周辺にある物体の位置、および速度、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）を原点とした絶対座標上の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が走行している車線（走行車線）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、走行車線を認識する。なお、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、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行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、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの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、走行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、走行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、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。

行動計画生成部１４０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走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、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、道なり距離で所定の走行距離（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。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

また、行動計画生成部１４０は、例えば、推定部１４２と、領域設定部１４４とを備える。行動計画生成部１４０は、後述する「進入処理」を実行する。これらの詳細については後述する。

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。

図２に戻り、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、および変速機などの組み合わせと、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。

［進入処理］
図３は、進入処理について説明するための図（その１）である。図３では、道路Ｒ１と道路Ｒ２とによりＴ字路が形成されている。道路Ｒ２は、道路Ｒ１に交わり消失する道路である。道路Ｒ１は、車線ＬＡと車線ＬＢとを含む。車線ＬＡは、プラスＸ方向に進行する車両が走行する道路である。車線ＬＢは、プラスＸ方向とは反対側のマイナスＸ方向に進行する車両が走行する道路である。車線ＬＢは、道路Ｒ２と車線ＬＡとの間の車線である。他車両ｍ１および他車両ｍ２は、車線ＬＡに存在し、他車両ｍ１は、他車両ｍ２の後方に存在している。他車両ｍ１と他車両ｍ２とは、所定距離離れている。他車両ｍ１は、Ｘ方向に関して、道路Ｒ２に対してマイナスＸ方向に位置し、他車両ｍ１は、Ｘ方向に関して、道路Ｒ２に対してプラスＸ方向に位置する。

自車両Ｍは、道路Ｒ２から車線ＬＡに進行する計画を有する。自車両Ｍが、道路Ｒ１と道路Ｒ２とが接続される位置Ｐまたは位置Ｐ付近に到達した場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態を推定する。領域設定部１４４は、推定された状態に応じた注意領域を他車両ｍ１に設定する。運転の状態とは、換言すると、車両の行動の特性である。行動計画生成部１４０は、設定された注意領域を用いて自車両Ｍを制御する。

［運転の状態］
運転の状態は、注意度合が低い第１状態（inattentive）、第１状態よりも注意度合が高い第２状態（attentive）、前走する他車両ｍ２との距離を空けないように他車両ｍ１を移動させる傾向である第３状態（aggressive）、および自車両Ｍに対して友好的な行動を他車両ｍ１に行わせる傾向である第４状態（friendly）を含む。第１状態、第２状態、第３状態、第４状態は、それぞれ「第１特性」、「第２特性」、「第３特性」、「第４特性」の一例である。

推定部１４２は、例えば、他車両ｍ１が他車両ｍ１の前方の他車両ｍ２との距離を広げるような挙動を行っていない場合（または距離を縮めるような挙動を行っている場合）、他車両ｍ１の運転の状態が第１状態または第３状態であると判定する。例えば、他車両ｍ１が、減速していなかったり、加速していたりして、他車両ｍ２との距離を広げるような挙動を行っていない場合、運転の状態は第１状態または第３状態である。

推定部１４２は、他車両ｍ１が他車両ｍ１の前方の他車両ｍ２との距離を広げるような挙動を行った場合、運転の状態が第２状態または第４状態であると判定する。例えば、他車両ｍ１が減速して、または他車両ｍ１が加速せずに、他車両ｍ２との距離を縮めるような挙動を行っていない場合、運転の状態は第２状態または第４状態である。

より具体的には、第１状態－第４状態は、以下のような状態である。
第１状態（inattentive）；他車両ｍ１が通常の挙動を行っている状態（速度や加速度の変化が所定時間前と同じなど、これまでの挙動と変わらない挙動である状態）や、他車両ｍ１が所定のモデルを用いて他車両ｍ２に追従している状態等である。所定のモデルとは、例えば、ＩＤＭ（Intelligent Driver Model）や、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）など他の車両の挙動を制御するためのモデル、学習アルゴリズムにより生成された車両の挙動を導出するモデル、ニューラルネットワークが利用されたモデルなどである。

例えば、ＩＤＭは、所定時間ごとに現在の追従状態値から、次の時刻における加速度を求めるモデルである。ＩＤＭは、例えば、前走車両との速度差や、維持すべき車間距離、所望の速度、最大加速または最大減速度などがパラメータとして利用されたモデルである。例えば、推定部１４２は、所定時間における他車両ｍ１の挙動に基づいて他車両ｍ１の運転の状態が第１状態であるか否かを判定してもよい。推定部１４２は、例えば、所定時間における他車両ｍ１の挙動に基づいて、他車両ｍ１が所定のモデルに応じた挙動を行っているか否かを判定する。

第２状態は（attentive）；他車両ｍ１が減速し、且つ速度を調整している状態や、他車両ｍ２との間隔を空け、その後に所定のモデル（例えばＩＤＭ）によって他車両ｍ２に追従している状態等である。

第３状態（aggressive）；他車両ｍ１が他車両ｍ２から所定距離の位置に接近するまでの時間（Headway Time）が閾値以下となり、且つ他車両ｍ２が加速した状態である。所定距離とは、例えば、ＩＤＭによって維持すべきとされている距離や、所定の車間距離などである。閾値とは、例えば、０．５秒などＩＤＭモデルに応じた閾値や、予め設定された閾値である。予め設定された閾値は、車線を通行する車両の速度から統計的に得られた速度に応じた閾値であってもよい。

第４状態（friendly）；第３状態の条件を満たさない状態である。例えば、他車両ｍ１が他車両ｍ２から所定距離の位置に接近するまでの時間が閾値を超えている、または他車両ｍ２が加速を行っていない状態である。

上記のように、第１状態または第２状態であるか否かは、大まかな基準で判断され、第３状態または第４状態である否かは、第１状態または第２状態の判断よりも、より具体的な基準で判断される。例えば、第１状態または第２状態であるか否かは、他車両ｍ１の加速度合または減速度合に基づいて判定され、第３状態または第４状態である否かは、他車両ｍ１が他車両ｍ２に対して設定された基準位置に接近する時間に基づいて判定される。例えば、第３状態または第４状態であるか否かの判断は、第１状態または第２状態であるか否かの判断よりも、自動運転制御装置１００にとって処理負荷が高い。例えば、第１状態または第２状態であるか否かの判断は、第３状態または第４状態であるか否かの判断よりも、自動運転制御装置１００にとって処理負荷が小さい。

領域設定部１４４は、運転の状態が第２状態または第４状態である場合、運転の状態が第１状態または第３状態である場合よりも大きい注意領域を他車両ｍ１に対して設定する。注意領域は、他車両ｍ１（他車両ｍ１の運転者）が運転において注意している（考慮している、または気を配っている）と推定される領域である。例えば、他車両ｍ１は、注意領域に含まれる物体（例えば自車両Ｍ）については考慮していて、注意領域の外の物体（例えば自車両Ｍ）については考慮しないと推定される。

図３に示すように、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態が第１状態であるか、第２状態であるかを推定する。

［第１注意領域の設定］
図４は、第１状態において設定される第１注意領域ＡＺ１の一例を示す図である。時刻Ｔ＋１において、他車両ｍ１の運転の状態が第１状態である場合、領域設定部１４４は、他車両ｍ１の前方に第１注意領域ＡＺ１を設定する。第１注意領域ＡＺ１は、車線ＬＡにおいて他車両ｍ１と他車両ｍ２との間の領域に設定される。

図５は、進入処理について説明するための図（その２）である。行動計画生成部１４０は、自車両Ｍが第１注意領域ＡＺ１に進入しているか否かを判定し、自車両Ｍが第１注意領域ＡＺ１に進入していない場合、例えば、他車両ｍ１が自車両Ｍの前方を通過した後（時刻Ｔ＋２）に自車両Ｍを車線ＬＡに進行させたり、他車両ｍ１が第２状態から第１状態に変化した後に自車両Ｍを車線ＬＡに進行させたりする。他車両ｍ１の運転の状態が、途中で第２状態に変化した場合は、行動計画生成部１４０は、他車両ｍ１の前方に自車両Ｍを進行させてもよい。なお、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍが第１注意領域ＡＺ１に進入している場合、例えば、他車両ｍ１の挙動および自車両Ｍの位置に基づいて自車両Ｍを他車両ｍ１の前方に進入させてもよい。例えば、自車両Ｍの車体の所定度合以上が車線ＬＡに進入している場合、自車両Ｍは車線ＬＡに進入してもよい。なお、「進入」とは、対象（自車両Ｍ）の一部が領域に進入していることであってもよいし、または所定度合以上領域に進入していることであってもよい。

［第２注意領域の設定］
図６は、第２状態において設定される第２注意領域ＡＺ２の一例を示す図である。時刻Ｔ＋１において、他車両ｍ１の運転の状態が第２状態である場合、領域設定部１４４は、他車両ｍ１の前方、および前方において他車両ｍ１の自車両Ｍ側の横方向に第２注意領域ＡＺ２を設定する。第２注意領域ＡＺ２は、車線ＬＡおよび車線ＬＢにおいてＸ方向に関して他車両ｍ１と他車両ｍ２との間の領域に設定される。

図７は、進入処理について説明するための図（その３）である。時刻Ｔ＋２において、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に進入しているか否かを判定する。自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に進入している場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態が第３状態であるか、第４状態であるかを判定する。例えば、他車両ｍ１が他車両ｍ２に接近するように加速した場合、推定部１４２は、他車両ｍ１は第３状態であると推定する。この場合、行動計画生成部１４０は、例えば、他車両ｍ１が自車両Ｍの前方を通過した後に自車両Ｍを車線ＬＡに進行させたり、他車両ｍ１が第３状態から第４状態（または第１状態から第２状態）に変化した後に自車両Ｍを車線ＬＡに進行させたりする。

上記のように、行動計画生成部１４０は、他車両ｍ１の行動の特性または意思に応じた制御を行うことができる。

図８は、進入処理について説明するための図（その４）である。時刻Ｔ＋２において、自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に進入し、且つ他車両ｍ１の運転の状態が第４状態である場合、行動計画生成部１４０は、例えば、他車両ｍ１の前方に進入するように自車両Ｍを制御する。行動計画生成部１４０が自車両Ｍを他車両ｍ１の前方に進行させているときに（自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に存在しているときに）、推定部１４２が他車両ｍ１の運転の状態を推定する処理を繰り返し、例えば、他車両ｍ１が加速して運転の状態が第３状態であると推定した場合、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍを他車両ｍ１の前方に進行させることを中止する（時刻Ｔ＋３）。そして、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍの前方を通過した後に自車両Ｍを車線ＬＡに進行させたり、他車両ｍ１が第３状態から第４状態に変化した後に自車両Ｍを車線ＬＡに進行させたりする。

上記のように、行動計画生成部１４０は、他車両ｍ１の行動の特性または意思に応じた制御を行うことができる。

上述した図７、図８で示したように、他車両ｍ１の状態が第３状態に変化し、且つ自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に進入している場合、推定部１４２は、運転の状態が第１状態であると推定してもよい。この場合、領域設定部１４４は、第１注意領域ＡＺ１を設定する。これにより、次の処理のタイミングで、自車両Ｍが車線ＬＢに存在している場合、自車両Ｍは、第１注意領域ＡＺ１の外に存在するため、行動計画生成部１４０は、第３状態または第４状態であるかの判定を行わずに、第１状態または第２状態であるかの判定を行う。この結果、行動計画生成部１４０は、処理負荷を軽減させると共に、他車両ｍ１の状態に応じて適切に自車両Ｍを制御することができる。

図９は、進入処理について説明するための図（その５）である。自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に進入し、且つ他車両ｍ１の運転の状態が第４状態であるものとする。このとき、自車両Ｍが、例えば、動かず、その場に留まっていることによって、他車両ｍ１の運転の状態が第４状態から第３状態に変化した場合、行動計画生成部１４０は、例えば、他車両ｍ１の前方に自車両Ｍを進入させる制御を中止する。

上記のように、行動計画生成部１４０は、他車両ｍ１の行動の特性または意思の変化に応じた制御を行うことができる。

図１０は、進入処理について説明するための図（その６）である。時刻Ｔ＋２において、自車両Ｍが第２注意領域ＡＺ２に進入し、且つ他車両ｍ１の運転の状態が第４状態であり、時刻Ｔ＋２以降の時刻においても第４状態が継続している場合、行動計画生成部１４０は、例えば、他車両ｍ１の前方に進入するように自車両Ｍを制御する。

上記のように行動計画生成部１４０は、他車両ｍ１の行動の特性または意思に応じた制御を行うことができる。

上述したように、行動計画生成部１４０が、自車両Ｍの位置および他車両ｍ１の運転の状態に応じて注意領域を設定し、更に注意領域と自車両Ｍの位置と運転の状態とに基づいて、自車両Ｍを制御する。これにより、自車両Ｍは、他車両ｍ１の運転の状態を尊重し、他車両ｍ１に干渉しないように車線ＬＡに進行することができる。

例えば、本実施形態のように、注意領域の設定手法や運転の状態の推定を行わずに、車線ＬＡに自車両が進行する場合、自車両を車線ＬＡに進行させる際の基準や指針が曖昧となり、自車両Ｍの制御が適切に行われない場合がある。例えば、自車両Ｍが滑らかに車線ＬＡに進行することができなかったり、他車両ｍ１が前方に自車両Ｍを進行させることを許容している場合であっても自車両Ｍを他車両ｍ１の通過を待ってしまったりすることがある。

これに対して、本実施形態の自動運転制御装置１００は、上記のように運転の状態、注意領域、注意領域に対する自車両Ｍの位置を基準や指針とすることで、他車両ｍ１および自車両Ｍの負荷を軽減しつつ、より滑らかに自車両Ｍを車線ＬＡに進行させることができる。すなわち、本実施形態の自動運転制御装置１００は、周囲の状況に応じて車両をより精度よく制御することができる。

［状態の遷移図］
図１１は、運転の状態の遷移図である。（１）まず、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態が第２状態であるか否を推定する。（２）他車両ｍ１の運転の状態が第２状態でないと推定された場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態が第１状態であると推定する。この場合、第１注意領域が設定される。

（３）他車両ｍ１の運転の状態が第２状態である推定された場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態が第３状態であるか否かを推定する。第２状態であると推定された場合、第２注意領域が設定される。

（４）他車両ｍ１の運転の状態が第３状態であると推定され、且つ自車両Ｍが第２注意領域に含まれる場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態は第１状態であると推定する。第１状態であると推定された場合は、第１注意領域が設定される。

（５）他車両ｍ１の運転の状態が第４状態であると推定され、且つ自車両Ｍの他車両ｍ１の前方に進入するための挙動が遅れた場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態は第３状態であると推定する。

上記のように、推定部１４２は、現状の他車両ｍ１の運転の状態と他車両ｍ１の挙動とに基づいて、他車両ｍ１の運転の状態を推定する。これにより、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍの制御に利用される注意領域を適切に設定することができる。

［フローチャート］
図１２は、自動運転制御装置１００に実行される処理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、自車両Ｍを車線ＬＡに進入させる予定であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。自車両Ｍを車線ＬＡに進入させる予定である場合、推定部１４２は、他車両ｍ１の運転の状態が第２状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

他車両ｍ１の運転の状態が第２状態でない（第１状態である）と推定された場合、領域設定部１４４は、第１注意領域を設定する（ステップＳ１０４）。そして、所定の処理が行われる（ステップＳ１１４）。所定の処理は、例えば、行動計画生成部１４０が、第１注意領域および自車両Ｍの位置に基づいて、自車両Ｍを車線ＬＡに接近させたり、その位置で待機させたりする処理である。

他車両ｍ１の運転の状態が第２状態であると推定された場合、領域設定部１４４は、第２注意領域を設定する（ステップＳ１０６）。次に、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍが第２注意領域に入っているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。自車両Ｍが第２注意領域に入っていない場合、行動計画生成部１４０は、例えば、自車両Ｍを車線ＬＡに接近させたり、その位置で待機したりする（ステップＳ１１４）。すなわち、所定の処理が行われる。

自車両Ｍが第２注意領域に入っている場合、推定部１４２が、他車両ｍ１の運転の状態が第３状態であるか否かを推定する（ステップＳ１１０）。他車両ｍ１の運転の状態が第３状態でないと推定された場合（他車両ｍ１の運転の状態が第４状態である場合）、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍを他車両ｍ１の前方に進入させる（ステップＳ１１２）。他車両ｍ１の運転の状態が第３状態であると推定された場合、行動計画生成部１４０は、例えば、自車両Ｍを車線ＬＡに接近させたり、その位置で待機させたりする（ステップＳ１１４）。すなわち、所定の処理が行われる。これにより本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

上記のように、自動運転制御装置１００が、他車両ｍ１の運転の状態を推定し、推定した状態に応じた注意領域を設定する。そして、自動運転制御装置１００は、注意領域に対する自車両Ｍの位置に基づいて、自車両Ｍの挙動を制御することにより、より適切に自車両Ｍを制御することができる。

なお、本実施形態では、自車両Ｍが、Ｔ字路において車線ＬＡに進入する場面における制御について説明したが、これに代えて（または加えて）、信号のない所定の道路において適用されてもよい。例えば、交差点において本実施形態の処理が適用されてもよいし、自車両Ｍが車線ＬＢを走行しているときに車線ＬＡに車線変更する場合に適用されてもよい。

以上説明した実施形態によれば、自動運転制御装置１００が、自車両Ｍを他車両が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、他車両の行動の特性を推定し、推定した特性に応じた注意領域を他車両ｍ１に設定し、設定した注意領域を用いて他車両を制御することにより、周囲の状況に応じて移動体をより精度よく制御することができる。

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、
移動体の周辺の状況を認識し、
前記認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御し、
前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、
前記第１移動体の行動の特性を推定し、
推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定し、
前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する、
するように構成されている、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、１００‥自動運転制御装置、１２０‥第１制御部、１４０‥行動計画生成部、１４２‥推定部、１４４‥領域設定部、１６０‥第２制御部

Claims (11)

1. 移動体の周辺の状況を認識する認識部と、
   前記認識部が認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、
   前記第１移動体の行動の特性を推定し、推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定し、
   前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する、
   移動体制御システム。
2. 前記行動の特性は、注意度合が低い第１特性、および前記第１特性よりも注意度合が高い第２特性を含み、
   前記制御部は、前記第２特性である場合、前記第１特性である場合よりも大きい注意領域を設定する、
   請求項１に記載の移動体制御システム。
3. 前記制御部は、
   前記行動の特性が、注意度合が低い第１特性である場合、前記第１移動体の前方に第１注意領域を設定し、
   前記行動の特性が、前記第１特性よりも注意度合が高い第２特性である場合、前記第１移動体の前方、および前記前方において前記第１移動体の前記移動体側の横方向に第２注意領域を設定し、
   設定した注意領域である前記第１注意領域または前記第２注意領域を用いて前記移動体を制御する、
   請求項２に記載の移動体制御システム。
4. 前記行動の特性は、前走する第２移動体との距離を空けないように前記第１移動体を移動させる傾向である第３特性、および前記移動体に対して友好的な行動を行っている傾向である第４特性を含み、
   前記制御部は、前記行動の特性が前記第２特性であり、且つ前記移動体が前記注意領域に存在する場合に、前記行動の特性が第３特性であるか前記第４特性であるかを判定し、判定の結果に基づいて前記移動体を制御する、
   請求項２または３に記載の移動体制御システム。
5. 前記第１特性または前記第２特性であるか否かを前記制御部が判定する処理負荷は、第３特性または前記第４特性であるか否かを前記制御部が判定する処理負荷よりも小さい、
   請求項４に記載の移動体制御システム。
6. 前記制御部は、
   前記第１移動体の加速度合または減速度合に基づいて、前記第１移動体が前記第１特性であるか前記第２特性であるかを判定し、
   前記第１移動体が前記第１移動体の前方に存在する前記第２移動体に対して設定された基準位置に接近する時間に基づいて、前記第１移動体が前記第３特性であるか前記第４特性であるかを判定する、
   請求項５に記載の移動体制御システム。
7. 前記制御部は、
   前記行動の特性が前記第４特性である場合、前記移動体を前記第１移動体の前方に進行させる、
   請求項４から６のうちいずれか１項に記載の移動体制御システム。
8. 前記制御部は、
   前記行動の特性が前記第３特性である場合、前記移動体を前記第１移動体の前方に進行させることを中断する、
   請求項４から７のうちいずれか１項に記載の移動体制御システム。
9. 前記制御部は、
   前記第１移動体が移動する第１道路と前記移動体が移動する第２道路とが接続され、前記接続によって前記第２道路が消失し、
   前記第１移動体の前方に前記第１移動体から所定の距離の位置に第２移動体が存在し、且つ前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、
   前記注意領域を前記第１移動体に設定し、
   前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する、
   請求項１から８のうちいずれか１項に記載の移動体制御システム。
10. コンピュータが、
    移動体の周辺の状況を認識し、
    前記認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御し、
    前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、
    前記第１移動体の行動の特性を推定し、
    推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定し、
    前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御する、
    移動体制御方法。
11. コンピュータに、
    移動体の周辺の状況を認識させ、
    前記認識した周辺の状況に基づいて前記移動体の行動を制御させ、
    前記移動体を第１移動体が移動する予定の軌道に干渉する領域に移動させる計画が存在するとき、
    前記第１移動体の行動の特性を推定させ、
    推定した特性に応じた注意領域を前記第１移動体に設定させ、
    前記設定した注意領域を用いて前記移動体を制御させる、
    プログラム。

Images