JP2023135487A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自動運転制御において設定された目標走行ルート中に交差点内Uターン走行制御が含まれる場合でも円滑な交通の流れを維持しつつ安全性の高い走行を行い得る車両の走行制御装置を提供する。【解決手段】車両の周囲状況情報を取得する周囲状況情報取得装置(20,21)と、車両の走行位置近傍の道路情報を取得する地図情報取得装置11と、予め設定された目標走行ルートに沿って車両を走行させる走行制御部22とを具備し、走行制御部は目標走行ルート上にUターン走行制御が予定されている交差点を前方に認識した場合は、車両の進行方向に対しUターン方向とは反対側の横方向に所定の距離だけ寄せた走行経路を自車走行車線の範囲内に設定するか又は通常の右折走行制御時よりも進行方向に進んだ位置に操舵開始点を設定するかのうち少なくとも一方の設定を行って交差点内Uターン走行制御を実行する。【選択図】図5

Description

この発明は、車両の走行制御装置に関するものである。
近年、自動車等の車両においては、運転者の運転操作を必要とせずに車両を自動的に走行させる自動運転制御技術の開発が進められている。また、この種の自動運転制御技術を利用して運転者の運転操作を支援するための各種の走行制御を実行し得る走行制御装置が、種々提案されており、一般に実用化されつつある。
例えば、特開2017-61223号公報等によって開示されている車両の走行制御装置は、目標走行ルートを設定し、設定された目標走行ルートに沿って、精度良くスムーズに車両を走行させる走行制御を実行することができるものである。
ところで、車両の走行制御装置を用いて自動運転制御を行う際には、通常の場合、所望の目的地や経由地を指定することによって適切な目標走行ルートが自動的に設定される。この場合において設定される目標走行ルートには、例えばUターン走行が含まれる場合がある。
具体的には、例えば、走行車線の反対車線側にある商業施設やレストランの店舗等が目的地若しくは経由地等として指定されているような場合には、当該指定地点を通り過ぎた地点にある交差点等においてUターン走行が設定されることがある。また、設定される目標走行ルートによっては、例えば右折禁止規制がなされている交差点の先にUターン専用車線が設定されているような場合もある。
特開2017-61223号公報
ところが、上記特開2017-61223号公報等によって開示されている従来の走行制御装置では、自動運転制御を行う場合において、特に交差点におけるUターン走行制御を行うことについての考慮がなされていなかった。
本発明は、自動運転制御において設定された目標走行ルート中に、特に交差点におけるUターン走行制御が含まれる場合であっても、円滑な交通の流れを維持しつつ、安全性の高い走行を行うことのできる車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様の車両の走行制御装置は、車両の走行制御装置であって、前記車両の周囲状況情報を取得する周囲状況情報取得装置と、前記車両が走行している位置近傍の道路情報を取得する地図情報取得装置と、前記車両の全体的な制御を統括的に行うと共に予め設定された目標走行ルートに沿って前記車両を走行させる走行制御部とを具備し、前記走行制御部は、前記目標走行ルート上においてUターン走行制御が予定されている交差点を前方に認識した場合は、前記車両の進行方向に対してUターン方向とは反対側の横方向に所定の距離だけ寄せた走行経路を自車走行車線の範囲内に設定するか、又は通常の右折走行制御時よりも進行方向に進んだ位置に操舵開始点を設定するか、のうち少なくとも一方の設定を行う。
本発明によれば、自動運転制御において設定された目標走行ルート中に、特に交差点におけるUターン走行制御が含まれる場合であっても、円滑な交通の流れを維持しつつ、安全性の高い走行を行うことのできる車両の走行制御装置を提供することができる。
本発明の一実施形態の走行制御装置の概略構成を示すブロック構成図、 本発明の一実施形態の走行制御装置において、自車両が交差点内Uターン走行制御を実行する際の作用を示す概念図、 本発明の一実施形態の走行制御装置において、自車両が交差点内Uターン走行制御を実行する際にUターン走行する先行車両が存在する場合の作用を示す概念図、 本発明の一実施形態の走行制御装置において、自車両が交差点内Uターン走行制御を実行する予定の交差点において、右折制御に切り替える際の作用を示す概念図、 本発明の一実施形態の走行制御装置において行われる交差点内Uターン走行制御の作用を示すフローチャート、 図5のステップS33の右折走行制御のサブルーチン。
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識できる程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、各図面に記載された各構成要素の数量や各構成要素の形状や各構成要素の大きさの比率や各構成要素の相対的な位置関係等に関して、図示の形態のみに限定されるものではない。
本発明の一実施形態の走行制御装置は、自動車等の車両に搭載され、当該車両の運転者による運転操作を支援するための走行制御のほか、予め設定された目標走行ルートに沿って車両を自動的に走行させる自動運転制御を行なうことができる装置である。
本実施形態の走行制御装置は、例えば車載カメラユニットやレーダー装置等のセンシングデバイスを含む周囲状況情報取得装置を用いて車両周囲状況に関する情報(例えば、周囲他車両や自転車,歩行者等の移動体、若しくは建造物,側壁等の各種構築物等や立体的な障害物等のほか、道路標識,路面上の道路面標示等を含む車両の周囲状況に関する情報等;以下、単に周囲状況情報等という)を取得する。
また、本実施形態の走行制御装置は、上述の周囲状況情報取得装置によって取得された各種情報に加えて、外部システムである高精度道路地図データベース等との間で通信を行って取得される高精度地図情報等に基づいて、先行車両や後続車両等のほか、各種構築物や立体的な障害物、道路標識,道路面標示等に関する情報を含む道路状況等や、道路形状,交差点情報等の道路に関する情報を取得する。
そして、本実施形態の走行制御装置は、これら各種の情報(周囲状況情報等,地図情報等,認識情報等)を、運転者の運転操作を支援するための走行制御や、自動運転制御を実行する際の情報として適宜利用する。
ここで、本発明の一実施形態の走行制御装置においては、特に、自動運転制御において予め設定された目標走行ルート中に、交差点でのUターン走行制御(以下、交差点内Uターン走行制御という)が含まれる場合の車両走行制御に特徴を持たせている。
まず、本発明の一実施形態の走行制御装置の概略構成を、図1のブロック構成図を用いて、以下に説明する。図1は、本発明の一実施形態の走行制御装置の概略構成を示すブロック構成図である。
なお、本実施形態の走行制御装置1の構成は、従来の同種の形態の走行制御装置の構成と基本的には略同様である。したがって、本実施形態の走行制御装置1の構成を説明するのに際しては、本発明に関わる主要構成についてのみ説明し、細部の構成については従来の走行制御装置と同様であるものとして説明を省略する。また、図1においては、本実施形態の走行制御装置の主要構成のみを図示するのに留め、本実施形態に関連しないその他の細部構成については図示を省略している。
図1に示すように、本実施形態の走行制御装置1は、ロケータユニット11と、周辺監視ユニット20と、カメラユニット21と、走行制御部としての走行制御ユニット22と、エンジン制御ユニット23と、パワーステアリング制御ユニット24と、ブレーキ制御ユニット25等を主な構成ユニットとして具備している。
ここで、ロケータユニット11と、周辺監視ユニット20と、カメラユニット21とは、車両の内外の状況を認識するためのセンサユニットであり状況認識装置として機能する構成ユニットである。これらの各ユニット(11,20,21)は、互いに依存することなく、完全に独立した構成ユニットとして存在している。
走行制御ユニット22と、エンジン制御ユニット23と、パワーステアリング制御ユニット24と、ブレーキ制御ユニット25の各制御ユニットは、ロケータユニット11,周辺監視ユニット20,カメラユニット21と共に、CAN(Controller Area Network)等の車内通信回線10を通じて互いに接続され、適宜必要に応じてデータ共有を行っている。
ロケータユニット11は、道路地図上の自車両の位置(自車位置)を推定すると共に、推定された自車位置の主に前方の道路地図情報等を取得する地図情報取得装置である。
ロケータユニット11は、地図ロケータ演算部12と、加速度センサ13と、車輪速センサ14と、ジャイロセンサ15と、GNSS受信機16と、道路情報受信機17と、地図情報記憶装置としての高精度道路地図データベース(DB;Data Base:なお、図1においては道路地図DBと略記している)18と、ルート情報入力部19等を具備している。
このうち、加速度センサ13,車輪速センサ14,ジャイロセンサ15は、自車両の位置(自車位置)を推定するのに際して必要とする各種センサ類である。例えば、加速度センサ13は自車両の前後加速度を検出するセンサである。車輪速センサ14は(四輪車の場合の)前後左右の各車輪の回転速度を検出するセンサである。ジャイロセンサ15は、自車両の角速度または角加速度を検出するセンサである。これらの各センサ(13,14,15)は、運転状態取得部として機能する自律走行センサ群であり、地図ロケータ演算部12の入力側に接続されている。
なお、上記自律走行センサ群(各センサ13,14,15)は、例えば、トンネル内走行等においてGNSS衛星(不図示)からの受信感度が低下して測位信号を有効に受信することのできない状況下となったときに、自律走行を可能にするために設けられるセンサ群である。自律走行センサ群としては、上述の各センサ(13,14,15)のほかに、図示されていないが、例えば、車速センサ,ヨーレートセンサ等を有している。
GNSS受信機16は、自車位置取得部として機能する。GNSS受信機16は、例えばGNSS(Global Navigation Satellite System;全球測位衛星システム)からの各種情報を受信する受信装置である。つまり、このGNSS受信機16は、複数の測位衛星から発信される測位信号を受信する。GNSS受信機16は、取得した測位信号を、ロケータユニット11の地図ロケータ演算部12へと出力する。地図ロケータ演算部12は、GNSS受信機16が受信した複数の測位衛星からの測位信号に基づいて自車位置(緯度,経度)を推定する。そのため、このGNSS受信機16は、地図ロケータ演算部12の入力側に接続されている。
さらに、地図ロケータ演算部12には、道路情報受信機17と、高精度道路地図データベース18と、ルート情報入力部19等が接続されている。
道路情報受信機17は、所定の基地局(不図示)若しくはインターネットを介して接続されるクラウドサーバ(不図示)等に蓄積された各種情報、例えば自動運転に必要な情報や地図情報等を受信して取得する受信装置である。この道路情報受信機17は、取得した各種情報を、ロケータユニット11の地図ロケータ演算部12へと出力する。なお、道路情報受信機17は、さらに、自車両が有する各種情報を上記基地局やクラウドサーバ(不図示)等へと送信する機能を備え、道路情報送受信装置の形態であってもよい。
地図ロケータ演算部12は、道路情報受信機17が受信した地図情報等に基づいて自車位置を地図上にマップマッチングしたり、入力された目的地と自車位置とを結ぶ目標とする走行ルートを構築する。
さらに、地図ロケータ演算部12は、構築された目標走行ルート上に、自動運転を実行させるための目標走行ルートを自車両の前方数キロメートル先まで設定する。ここで、目標走行ルートとして設定する項目は、自車両を走行させる車線(例えば、車線が3車線の場合に何れの車線を走行させるか)、先行車両を追い越すため車線変更及び車線変更を開始するタイミング等の各種の項目がある。
高精度道路地図データベース18は、HDD(Hard Disk Drive),SSD(Solid State Drive)等の大容量記憶媒体等によって主に構成されている。この高精度道路地図データベース18には、周知の高精度な道路地図情報(ローカルダイナミックマップ)が記憶されている。ここで高精度道路地図情報は、例えばクラウドサーバ等(不図示)に備えられているグローバルダイナミックマップと同じ層構造を有しており、基盤とする最下層の静的情報階層において、自動走行をサポートするために必要な付加的地図情報等が重畳された階層構造をなしている。
ここで、付加的地図情報としては、道路の種別(一般道路,高速道路等),道路形状,左右区画線(例えば車道中央線,車道外側線,車線境界線等),高速道路やバイパス道路等の出口,ジャンクションやサービスエリア,パーキングエリア等に繋がる分岐車線や合流車線の出入口長さ(開始位置と終了位置)等のほか、道路標識,道路面標示等の静的な位置情報のほか、渋滞情報や事故或いは工事による通行規制等の動的な位置情報が含まれている。
そして、この付加的地図情報は、地図ロケータ演算部12によって目標走行ルートが設定された際には、設定された目標走行ルートに沿って自車両を自律走行させるために必要とする周囲状況情報として、グローバルダイナミックマップから継続的に取得されかつ順次更新される。
また、高精度道路地図情報は、自動運転を行う際に必要とする車線データとして、車線幅データ,車線中央位置座標データ,車線の進行方位角データ,制限速度情報等をも保有している。これらの車線データ等の情報は、道路地図上の各車線に数メートル間隔で格納されている。
ルート情報入力部19は、例えば運転者又は搭乗者等、車両に搭乗している人員が操作する端末装置である。このルート情報入力部19は、目的地や経由地(例えば目的地に到達するまでの間に立ち寄りたい商業施設やレストランの店舗等,サービスエリア,道の駅等)の指定等、地図ロケータ演算部12において目標走行ルートを設定する際に必要とする一連の情報を集約して入力することができる。
ルート情報入力部19は、具体的には、カーナビゲーションシステムの入力部(例えば、モニタのタッチパネル等),スマートフォン等の携帯端末,パーソナルコンピュータ等である。そして、ルート情報入力部19は、地図ロケータ演算部12に対して有線接続或いは無線接続されている。これにより、運転者又は搭乗者がルート情報入力部19を操作して、目的地や経由地の情報(施設名,住所,電話番号等)の入力を行うと、その入力情報が地図ロケータ演算部12に読み込まれる。地図ロケータ演算部12は、ルート情報入力部19から入力された目的地や経由地について、その位置座標(緯度,経度)を設定する。
地図ロケータ演算部12は、自車位置推定部12aと、地図情報取得部12b等を備えている。
自車位置推定部12aは、自車位置を推定する機能を有する構成部である。自車位置推定部12aは、GNSS受信機16で受信した測位信号に基づき自車両の位置座標(緯度,経度)を取得する。そして、自車位置推定部12aは、取得した位置座標をルート地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置(現在位置)を推定する。
また、自車位置推定部12aは、トンネル内走行等のようにGNSS受信機16の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境において、車輪速センサ14で検出した車輪速に基づき求めた車速データ,ジャイロセンサ15で検出した角速度データ,加速度センサ13で検出した前後加速度データ等の各種データに基づいて自車位置を推定する自律航法に切り換えて、道路地図上の自車位置(緯度,経度)を推定する。
地図情報取得部12bは、自車位置推定部12aで推定した自車位置の位置情報(緯度,経度)と、運転者等によりルート情報入力部19から入力された目的地や経由地の位置情報(緯度,経度)とに基づき、現在地から目的地までの目標とする走行ルート情報(高精度道路地図情報上での自車位置と目的地(経由地が設定されている場合は経由地を経由した目的地)とを結ぶ目標走行ルート情報)を、予め設定されているルート条件(推奨ルート,最速ルート等)に従って構築する。このとき、自車位置推定部12aは、自車両の走行している走行車線を特定し、道路地図データに記憶されている走行車線や合流車線等の道路形状を取得して、これらの情報を逐次記憶する。また、地図情報取得部12bは、目標走行ルート情報を自車位置推定部12aへ送信する。
このようにして、地図ロケータ演算部12は、自車位置推定部12aにより推定された自車位置を道路地図上にマップマッチングして自車両の現在地を特定し、自車両の周囲状況に関する情報を含む道路地図情報を取得する。また、地図情報取得部12bにより自車両の目標とする目標走行ルートを設定する。
カメラユニット21は、自車両の主に進行方向(前方)の状況を認識し、画像情報として取得する周囲状況情報取得装置の一部を成す。
カメラユニット21は、具体的には、例えば、自車両の前方又は前側方を走行する他車両(先行車両,対向車両,併走車両,後続車両等)のほか、併走する自転車,自動二輪車等の移動体を含む立体物,信号現示(点灯色,点滅状態,矢印方向等)や道路標識,停止線や区画線(例えば車道中央線,車道外側線,車線境界線等)等の道路標示等の各種の道路周囲状況等を取得する。
カメラユニット21は、自車両の車室内前部の上部中央等に固定されている。カメラユニット21は、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ21a及びサブカメラ21bからなる車載カメラ(ステレオカメラ)と、画像処理ユニット(IPU;Image Processing Unit)21cと、走行環境認識部21d等を有して構成されている。
そして、カメラユニット21は、メインカメラ21aで基準画像データを撮像し、サブカメラ21bで比較画像データを撮像する。これら二つのカメラ21a,21bによって取得された2つの画像データは、IPU21cにて所定の画像処理が施される。
走行環境認識部21dは、IPU21cで画像処理された基準画像データと比較画像データとを読込んで、両画像間の視差に基づいて両画像中の同一対象物を認識すると共に、両画像内の物体の位置ズレ量から距離データ(自車両から対象物までの距離情報)を三角測量の原理を利用して算出すると共に、この距離情報を含む前方状況画像情報(距離画像情報)を生成する。
また、走行環境認識部21dは、カメラユニット21によって取得され、IPU21cにより処理済みの距離画像情報等に基づいて、例えば自車両の走行している走行車線の左右を区画する区画線(例えば車道中央線,車道外側線,車線境界線等)等を含む各種さまざまな道路標示を周囲状況情報として認識する。この場合、走行環境認識部21dは、走行車線の区画線等を検出する区画線検出部として機能する。
また、走行環境認識部21dは、自車両が走行する走行路(自車走行レーン)の左右区画線(車線境界線等)の中央の道路曲率[1/m],左右区画線間の幅(車線幅)等を求める。
なお、区画線間中央の道路曲率や車線幅の求め方は種々知られている。例えば、走行環境認識部21dは、道路曲率を前方状況画像情報に基づき輝度差による二値化処理を行って左右の区画線を認識する。走行環境認識部21dは、認識された左右区画線について、最小二乗法による曲線近似式等によって左右区画線の曲率を所定区間毎に求める。さらに、走行環境認識部21dは、両区画線間の曲率の差分から車線幅を算出する。そして、走行環境認識部21dは、自車線の左右区間線の曲率と車線幅とに基づいて車線中央の道路曲率を求める。
また、走行環境認識部21dは、距離画像情報に対して所定のパターンマッチング等を行い、道路に沿って存在するガードレール,縁石,各種立体物(自車両周囲に存在する歩行者,二輪車,二輪車以外の車両等),道路標識等の認識を行う。ここで、走行環境認識部21dにおける立体物の認識では、例えば、立体物の種別,自車両と立体物との距離,立体物の移動速度,立体物と自車両との相対速度等の認識が行われる。走行環境認識部21dにより認識される各種の周囲状況情報は、走行制御ユニット22へと出力される。
周辺監視ユニット20は、自車両の周囲状況を認識し情報として取得する周囲状況情報取得装置の一部を成す。この周辺監視ユニット20は、周辺環境認識センサ20aと、周辺環境認識部20b等を有して構成されている。
周辺環境認識センサ20aは、例えば、超音波センサ,ミリ波レーダ,ライダー(LIDAR;Light Detection and Ranging),カメラ等のセンシングデバイスと、これらを組み合せてなる周辺環境検出手段としての自律センサ群である。
具体的には、例えば、周辺環境認識センサ20aとしての複数のミリ波レーダが、車両の四隅部分(例えば、左前側方,右前側方,左後側方,右後側方等)にそれぞれ配設される。このうち、左右前側方のミリ波レーダは、例えばフロントバンパの左右側部に設けられている。これら左右前側方のミリ波レーダは、カメラユニット21の2つのカメラ21a,21bにより取得される画像によって認識することの困難な車両周囲の一部領域(車両の左右斜め前方及び側方の領域)を監視するのに用いられる。
また、左右後側方のミリ波レーダは、例えばリヤバンパの左右側部に設けられている。これら左右後側方のミリ波レーダは、上記左右前側方のミリ波レーダでは監視し得ない車両周囲の一部領域(車両の側方から後方にかけての領域)を監視するのに用いられる。
周辺環境認識部20bは、周辺環境認識センサ20aからの出力信号に基づいて自車両の周囲に存在する移動体(例えば、併走車両,後続車両,対向車両等)に関する情報である周囲状況情報を取得する。
周辺監視ユニット20とカメラユニット21とによって、本実施形態の走行制御装置1における周囲状況情報取得装置が構成されている。ここで、カメラユニット21の走行環境認識部21dと、周辺監視ユニット20の周辺環境認識部20bとは、車内通信回線10を通じて走行制御ユニット22の入力側に接続されている。また、走行制御ユニット22と地図ロケータ演算部12との間は、車内通信回線10を通じて双方向通信自在に接続されている。
走行制御ユニット22の入力側には、車両内部環境情報を検知する複数の各種スイッチ類若しくは複数のセンサ群として、モード切換スイッチ33と、ハンドルタッチセンサ34と、操舵トルクセンサ35と、ブレーキセンサ36と、アクセルセンサ37等が接続されている。
モード切換スイッチ33は、運転者が各種の運転モードの選択や、運転支援制御に関わる複数の制御機能を選択するためのオンオフ切換等を行うスイッチ群を指す。運転者は、モード切換スイッチ33を操作することによって、各種の運転モードのオンオフの切り換えを選択的に行うことができる。
ハンドルタッチセンサ34は、運転者がステアリング装置におけるステアリングホイール(不図示;以下、単にステアリングと略記する)を把持している状態、即ち運転者の保舵状態を検知するためのセンサである。ハンドルタッチセンサ34は、車両のステアリングの所定の部位に設けられている。ハンドルタッチセンサ34は、運転者がステアリングの所定の部位を把持しているとき(ステアリングの保舵状態にあるとき)オン信号を出力する。
操舵トルクセンサ35は、運転者による運転操作量としての操舵トルク量や操舵角を検出するセンサである。操舵トルクセンサ35は、車両のステアリング装置におけるステアリングシャフト(不図示)に設けられている。
なお、ハンドルタッチセンサ34と操舵トルクセンサ35とは、自車両の運転者によるステアリングの保舵状態を認識するためのセンサであって保舵状態認識部として機能する。これら両センサ(34,35)の出力信号は走行制御ユニット22へと出力される。
ブレーキセンサ36は、運転者による運転操作量としてのブレーキペダルの踏込量を検出するセンサである。
アクセルセンサ37は、運転者による運転操作量としてのアクセルペダルの踏込量を検出するセンサである。
一方、走行制御ユニット22の出力側には、モニタパネルやスピーカ等を備えた報知装置38等が接続されている。この報知装置38は、走行制御ユニット22が走行環境認識部21dや周辺環境認識部20b等によって取得された周囲状況情報等に基づいて認識される周囲状況に応じた警報(例えばモニタパネル等の表示装置への視覚的な警報表示や、スピーカ等の発音装置への音声や警笛等による聴覚的な警報表示等)を、運転者に対して報知する装置である。
また、報知装置38は、運転者に対して、運転者が行うべき操作を示唆する表示(具体的には、例えば「ブレーキペダルを踏み込んでください」,「アクセルを離してください」,「ステアリングの修正操作を行ってください」等の示唆報知等)等の表示を、聴覚的に若しくは視覚的或いは両者を用いて運転者に知覚させる各種の表示を必要に応じて適宜行う。
走行制御ユニット22は、車両の全体的な制御を統括的に行うと共に、周囲状況情報取得装置(20,21)等からの出力情報に基づいて所定の走行制御を行う走行制御部を構成する構成ユニットである。例えば、走行制御ユニット22は、走行環境認識部21dや周辺環境認識部20b等によって取得された各種情報(周囲状況情報等)に基づいて設定された目標走行経路に沿って車両を走行させ、走行中の走行車線を維持しながら車両の走行を安全に継続させる車線維持走行支援制御を実行する際の走行制御に寄与する。
そのために、走行制御ユニット22は、操舵支援制御部22aと、目標走行経路設定部22b等を具備して構成されている。
操舵支援制御部22aは、車両を走行車線内において安定させて走行させるためのステアリング操作に加え、車両が走行中に遭遇する危険等や走行経路上の障害物等との衝突又は接触を回避する際に、運転者によって行われるステアリング操作を支援する等、本実施形態の走行制御装置1が実行し得る各種制御のうち操舵操作を伴う走行制御を支援する制御を行う。
例えば、操舵支援制御部22aは、設定された目標走行経路に沿って車両を走行させるための車線維持走行支援制御の実行中において適宜必要に応じて操舵支援制御を行う。
目標走行経路設定部22bは、カメラユニット21の走行環境認識部21dにより認識された周囲状況情報に基づいて求められた自車両の走行車線の左右区画線に関する情報等に基づいて、認識された左右区画線のそれぞれの内側縁に沿う目標設定線を左右それぞれに仮想的に設定すると共に、この目標設定線の中央位置を、車線幅データ等に基づいて目標走行経路として設定する。
そして、目標走行経路設定部22bは、目標設定線に挟まれる領域を自車両が走行する走行車線として認識する。こうして認識された走行車線の中央位置に引かれた目標走行経路は自車線内に設定されており、車線維持走行支援制御を実行して自車両を走行させる際の目標とする仮想的な走行線となる。
つまり、ここで、目標走行経路としているのは、走行中の自車線内において自車両が走行すべき経路(走行線)を指している。したがって、ここで言う目標走行経路は、出発地点から経由地を含む目的地までのルートとして定義される目標走行ルートに対して、より狭い意味での経路(ルート)即ち走行線を言うものとしている。
また、走行制御ユニット22は、カメラユニット21の走行環境認識部21dや周辺監視ユニット20の周辺環境認識部20b(周囲状況情報取得装置)からの出力情報のほか、地図ロケータ演算部12を通じて得られる各種情報に加えて、モード切換スイッチ33や各種センサ(34,35,36,37)等により取得される車両内部状況情報等に基づいて、各種所定の状況判定等を行い、それらの判定結果に基づいて、エンジン制御ユニット23,パワーステアリング制御ユニット24,ブレーキ制御ユニット25等を通じて自車両の走行制御を行う。
なお、走行制御ユニット22は、地図ロケータ演算部12によって設定された目標走行ルート中に、自動運転制御が許可された自動運転区間が設定されている場合には、当該自動運転区間において自動運転制御を行うための走行ルートを設定する。そして、自動運転区間においては、エンジン制御ユニット23,パワーステアリング制御ユニット24,ブレーキ制御ユニット25等を適宜制御して、各種情報に基づき推定された自車位置から設定された目標走行ルートに沿って自車両を自動走行させる機能をも有する。
その際、走行制御ユニット22は、走行環境認識部21dで認識した周囲状況情報に基づいて例えば先行車両追従制御,車線維持走行支援制御等により、先行車両が認識された場合は先行車両に追従させ、先行車両が認識されない場合は制限速度内のセット車速で自車両を走行させる。また、車線維持走行支援制御,車線逸脱抑制制御,車線変更制御等、適宜選択された操舵支援制御を実行し、さらに、場合によっては運転者異常時対応制御を実行する等の走行制御を行う。
また、走行制御ユニット22は、上述したように、エンジン制御ユニット23と、パワーステアリング制御ユニット24と、ブレーキ制御ユニット25等の各制御ユニットとの間で、車内通信回線10を通じて互いに接続されている。これにより、走行制御ユニット22は、各制御ユニット(23,24,25)等を制御する。
エンジン制御ユニット23の出力側には、スロットルアクチュエータ27が接続されている。このスロットルアクチュエータ27は、エンジンのスロットルボディに設けられている電子制御スロットルのスロットル弁を開閉動作させるものであり、エンジン制御ユニット23からの駆動信号によりスロットル弁を開閉動作させて吸入空気流量を調整することで、所望のエンジン出力を発生させる。
パワーステアリング制御ユニット24の出力側には、電動パワステモータ28が接続されている。この電動パワステモータ28は、ステアリング機構に電動モータの回転力で操舵トルクを付与するものである。手動運転モード以外の運転モードにおいては、パワーステアリング制御ユニット24からの駆動信号により電動パワステモータ28を制御動作させる。これにより、ステアリングの操作(即ち、操舵)を支援する各種の操舵支援制御が実行される。また、操舵トルクセンサ35は、電動パワステモータ28の駆動量の変化、若しくはステアリング機構の駆動量等を検知することによって操舵トルク値を提示する。
ブレーキ制御ユニット25の出力側には、ブレーキアクチュエータ29が接続されている。このブレーキアクチュエータ29は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、ブレーキ制御ユニット25からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ29が駆動されると、ブレーキホイールシリンダにより各車輪に対してブレーキ力が発生し、車両を強制的に減速させる。
なお、地図ロケータ演算部12,周辺環境認識部20b,走行環境認識部21d,走行制御ユニット22,エンジン制御ユニット23,パワーステアリング制御ユニット24,ブレーキ制御ユニット25等の全部又は一部はハードウエアを含むプロセッサにより構成されている。
ここで、プロセッサは、例えば、中央処理装置(CPU;Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)や、不揮発性メモリ(Non-volatile memory)、不揮発性記憶装置(Non-volatile storage)等のほか、非一過性の記録媒体(non-transitory computer readable medium)等を備える周知のマイクロコンピュータ及びその周辺機器等によって構成されている。
また、ROMや不揮発性メモリ、不揮発性記憶装置等には、CPUが実行するソフトウエアプログラムやデータテーブル等の固定データ等のほか、自車両に関する固有情報(例えば車両サイズデータ等)が予め記憶されている。そして、CPUがROM等に格納されたソフトウエアプログラムを読み出してRAMに展開して実行し、また、当該ソフトウエアプログラムが各種データ等を適宜参照等することによって、上記各構成部や構成ユニット(12,20b,21d,22,23,24,25)等における各機能が実現される。
なお、プロセッサは、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の半導体チップ等により構成されていてもよい。また、上記各構成部や構成ユニット(12,20b,21d,22,23,24,25)等は電子回路によって構成してもよい。
さらに、ソフトウエアプログラムは、コンピュータプログラム製品として、フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD-ROM等の可搬型板媒体や、カード型メモリ、HDD(Hard Disk Drive)装置,SSD(Solid State Drive)装置等の非一過性の記憶媒体(non-transitory computer readable medium)等に、全体あるいは一部が記録されている形態としてもよい。本実施形態の走行制御装置1の概略構成は、以上である。
このように構成された本実施形態の走行制御装置1の作用を以下に説明する。図2~図4は、本発明の一実施形態の走行制御装置の作用を説明する図である。このうち図2は、自車両が交差点内Uターン走行制御を実行する際の作用を示す概念図である。図3は、自車両が交差点内Uターン走行制御を実行する際にUターン走行する先行車両が存在する場合の作用を示す概念図である。図4は、自車両が交差点内Uターン走行制御を実行する予定の交差点において、右折走行制御に切り替える際の作用を示す概念図である。なお、ここで、Uターンとは、車両の走行において、現在の進行方向に対して反対方向に進行するために、同一道路上において方向転換を行う行為、いわゆる転回を指す。
なお、本実施形態の以下の説明においては、自車両の通行区分を左側とする左側通行を基本とした道路システムの場合を例示している。したがって、右側通行を基本とする道路システムに、本発明の構成を適用するには、左右を入れ替えて考慮するのみで容易に応用することができる。
まず、図2~図4において使用する符号について説明する。図において符号Mは、本実施形態の走行制御装置1が搭載された車両(以下、自車両という)を示している。なお、詳細は後述するが、図2~図4の符号MはUターン走行を予定している交差点200に進入する前の自車両位置を示している。図2,図3,図4の符号M1は自車両が交差点200に進入した後、Uターン走行のための操舵開始位置にある自車両を示している。図2の符号M2はUターン走行中の自車両位置を示している。図2の符号M3はUターン走行完了後の自車両位置を示している。
また、図3の符号M10は、自車両の直前を走行していた先行車両が、同交差点200においてUターン走行している状況を示している。この場合において、符号M10に位置する先行車両は、一度の操舵によってUターン走行を完了できずに、角部210へ干渉しそうになり、後退(符号R1A参照)を伴う切り返し操舵を行おうとしている状況を示している(詳細後述)。
図4の符号M11~M16は、対向車線上の他車両をそれぞれ示している。このうち符号M11~M14は交差点200を通過後の対向車線上の他車両をそれぞれ示している。また、具号M15,M16は交差点200に進入前の対向車線上の他車両をそれぞれ示している。
図2の符号201及び図3,図4の符号201Aは、自車両が走行している側の道路(以下、自車走行道路という)を示している。ここで、図2の自車走行道路201は片側二車線(往復四車線)の道路として例示している。そこで、符号201aは、自車両が走行している車線(以下、自車走行車線という)を示す。この自車走行車線201aは道路中央寄りの車線である。符号201bは、自車走行車線201aに隣接する走行車線を示す。符号201c,201dは、自車走行車線201aに対する対向車線である。このうち符号201cは対向車線のうちの道路中央寄りの追い越し車線を示す。また、符号201dは対向車線のうち路肩寄りの走行車線を示す。
一方、図3,図4の自車走行道路201Aは片側一車線(往復二車線)の道路として例示している。そこで、符号201Aaは、自車走行車線を示す。符号201Acは、自車走行車線201Aaに対する対向車線である。
図2~図4の符号202は、自車走行道路201,201Aと交差する交差道路を示している。なお、図2~図4において、交差道路202は片側一車線の道路として例示している。そこで、符号202aは自車両が自車走行道路201,201Aから交差道路202へと右折走行をした場合に走行すべき走行車線を示している。符号202bは、符号202aの対向車線である。なお、符号212は、交差道路202の中央区画線を示している。
図2~図4の符号200,200Aは、自車走行道路201,201Aと交差道路202とが交差する交差点を示している。なお、交差点200,200Aの領域としては、例えば図2~図4において、ハッチングで囲まれる内側領域としている。ここで、符号Cは交差点200,200Aの中心位置を示している。
図2~図4において、符号204,205,206,207は道路表示を示している。このうち、符号204は交差点200,200Aの手前に位置する停止線を示している。符号205(図2のみ)は自車走行車線201aと走行車線201bとの境界を示す区画線である。符号206は自車走行道路201の中央境界を示す区画線である中央線或いは中央分離帯(以下、単に中央線という)を示している。符号207(図2のみ)は対向車線201c,201dの境界を示す区画線である。
図2~図4において、符号209は各道路(201,201A,202)の両側にそれぞれ設けられている歩道を示している。符号208は、各道路(201,201A,202)と歩道209との境界となる縁石等を示している。
符号210は交差点200,200A領域における角部を示している。この角部210は自車走行道路201と交差道路202との各隅切り部211に対応する部位である。
図2~図4の符号R(一点鎖線)は自車走行車線201aの左右区画線(図2の例では符号205,206。図3,図4の例では符号206,208)の略中央位置を示す仮想線(以下、車線中央仮想線という)である。
また、図2の符号R1(細実線)は交差点200において交差点内Uターン走行制御を実行する際の目標走行経路を示している。図2の符号R2(二点鎖線)は交差点200において通常の右折走行制御の際に設定される目標走行経路を示している。
まず、図2に示す交差点内Uターン走行制御時の自車両の作用の概略を説明する。図2において自車両は、自車走行道路201の自車走行車線201a上を、自動運転モードによる走行制御によって走行しているものとする。
ここで、自動運転モードとは、予め設定された目標走行ルートに沿って車両を自動的に走行させる走行制御を実行する運転モードである。自動運転モードによる走行制御を実行する際には、運転者等は、走行開始(出発)に先立って、自車両の走行制御装置1に対し、所望の目的地(経由地等を含む)情報を、ルート情報入力部19等を用いて入力する。これを受けて、走行制御装置1は出発地から目的地までの間の(経由地等を含む)適切な目標走行ルートを設定する。
自動運転モードでの走行制御が行われるとき、走行制御装置1は、自車両が走行する車線の左右区画線を認識し、認識された左右区画線の略中央位置を目標走行経路として設定する。そして、走行制御装置1は、基本的には、設定された目標走行経路に沿って自車両を走行させる制御を行うと共に、走行開始時(出発時)に設定された目標走行ルートに沿って自車両を走行させる。
このような自動運転モードにて自車両が走行しているとき、前方にUターン走行を予定している交差点200が存在する場合の状況を考える。ここで、図2の符号Mに示す位置に自車両があるとき、自車両は交差点200に進入する以前の状況である。このとき、自車両の走行制御装置1は、自車走行車線201aの左右区画線205,206を認識し、認識された左右区画線(205,206)の略中央位置(車線中央仮想線R)を目標走行経路に設定し、この車線中央仮想線Rに沿って自車両を走行させる制御を行っている。
自車両が交差点200に近付くと、走行制御装置1は、Uターン走行を予定している交差点200であることを認識する。すると、走行制御装置1は、交差点内Uターン走行制御を開始する。この交差点内Uターン走行制御は、交差点200内をUターン走行するのに適した目標走行経路R1を設定し、この目標走行経路R1に沿って自車両を走行させる走行制御である。
交差点内Uターン走行制御は、概略、次のような処理シーケンスとなっている。まず、Uターン走行を予定している交差点200に進入する手前の領域で、自車両を進行方向に向かって左側(つまり、Uターン方向とは反対側)に寄せる経路を設定する。次いで、自車両が交差点200内に進入した後にUターン走行のための操舵制御を開始する操舵開始点や操舵速度を設定する。なお、Uターン走行が開始された後には、操舵角(操舵量)は、常に最大の操舵角(操舵量)が設定される。これにより、図2の目標走行経路R1が設定される。
このとき設定される目標走行経路R1のうち、交差点200に進入する手前の領域における経路は、自車走行車線201aの範囲内に設定される。これにより、自車両は、交差点200への進入前において、常に自車走行車線201aの範囲内を走行するように制御される。また、このときの自車走行車線201a内での左側への寄せ量は、通常の右折走行制御時の目標走行経路R2よりも左側に寄せた経路とされる。例えば、図2において、車線中央仮想線Rから所定量(図2の符号S1で示す量)だけ進行方向に向かって左側に寄せた位置に設定される。
なお、交差点内Uターン走行制御時に設定する当該左寄せ経路は、例えば、自車両が交差点200内に進入した後、Uターン走行を開始する前に、対向車両の通過待ち等の理由により当該交差点200内で一時停止を行う際の停止位置も含む。したがって、交差点200内に進入後における経路R1は、自車走行車線201aを進行方向に延長した範囲内に設定される。これにより、交差点内Uターン走行を行う際に、対向車両の通過待ち等のために交差点200内で一時停止したとしても、自車両が交通の流れを妨げるようなことはない。
一般に、交差点において右折を行う通常の右折走行制御時には、例えば、図2に示す目標走行経路R2のような経路が設定される。この目標走行経路R2は、まず、車線中央仮想線Rから所定量(図2の符号S2で示す量)だけ進行方向に向かって右側(中央線206のある側)に寄せる経路が設定される。この場合においても、設定される経路は、自車走行車線の範囲内である。
次いで、交差点200内に進入後の所定の操舵開始点(図2の符号Bで示す位置)と操舵速度及び操舵角(操舵量)が設定される。ここで、操舵速度及び操舵角(操舵量)は、交差点200の大きさ(自車走行道路201の幅や交差道路202の幅によって規定される領域)によって適宜設定される。
このようにして設定された経路及び操舵タイミングでの走行制御が実行されると、自車両は交差点200の中心位置Cの内側に沿う円弧状の走行経路(いわゆるクロソイド曲線)に沿って走行し、やがて、交差道路202の走行車線202aの車線中央仮想線に沿う走行を続行する(目標走行経路R2参照)。
一方、交差点内Uターン走行制御時には、上述したように、交差点200への進入前の経路としては、通常の右折走行制御時の目標走行経路R2よりも左側(Uターン方向とは反対側)に寄せた経路が設定される。
また、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始点は、通常の右折走行制御時の操舵開始点よりも進行方向に進んだ位置に設定される。つまり、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始タイミングは、通常の右折走行制御時の操舵開始タイミングよりも遅れたタイミングに設定される。
例えば、図2において、通常の右折走行制御時の操舵開始点が符号Bで示す位置とした場合に、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始点は符号Aで示す位置に設定する。この場合、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始点Aは、通常の右折走行制御時の操舵開始点Bよりも、符号Dで示されるずれ量(距離,時間)だけ遅延する。
このように、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始タイミングを、通常の右折走行制御時の操舵開始タイミングよりも遅れたタイミングに設定すれば、対向車線201d側(Uターン方向)の角部210に自車両が干渉する可能性を低くすることができる。したがって、Uターン走行時に切り返し操舵を必要とせず、スムースにUターン走行を完了させることができるようになる。
なお、交差点内Uターン走行制御時の目標走行経路R1は、次のようにして設定される。走行制御装置1は、まず、周囲状況情報取得装置(20,21)やロケータユニット11等によって取得された各種情報(周囲状況情報,地図情報等)等に基づいて、交差点200の大きさ情報(例えば図2等のハッチングで囲われる内側領域のサイズ(縦横寸法等)等)を認識する。具体的には、例えば、自車走行道路201の幅と、交差道路202の幅等の情報が参照される。こうして認識された交差点200の大きさ情報と、自車両に関する固有情報(例えば、自車両の幅等の車両サイズ情報等)とに基づいて、走行制御装置1は、自車走行車線201aの範囲内で自車両を左側に寄せて走行するための適切な横移動量(左側への寄せ量S1)を算出する。また、認識された交差点200の大きさ情報に応じて操舵開始点Aを設定する。
一般に、交差点200の大きさ情報としては、自車走行道路201の幅と、交差道路202の幅によって規定することができる。そして、交差点200内においてUターン走行を行う際に利用できる領域は、概ね、次に示す領域内となる。即ち、横方向(幅方向)においては自車走行道路201の全幅のうちの所定領域が相当する。また、縦方向(進行方向)においては図2の符号Eで示す幅(即ち交差道路202の車線202bの幅)で規定される領域が相当する。
ここで、縦方向におけるUターン走行時の領域が幅Eに規定されるのは、次のような理由による。即ち、交差点内でのUターン走行時には、自車両は交差点の中心位置Cよりも進行方向側に突出しないことが求められるからである。このことは、自車両の前方から交差点200内に進入してきた右折車両等との干渉を避けるためである
したがって、例えば、図2に示すように、自車走行道路201が片側二車線(両側四車線)の場合は、横方向においては自車走行車線201aの幅と、対向車線201c,201dを合わせた三車線分の幅で規定される領域をUターン走行時に利用できる。また、縦方向においては交差道路202の車線202bの幅で規定される領域をUターン走行時に利用できる。
また、例えば、図3,図4に示すように、自車走行道路201Aが片側一車線(両側二車線)の場合は、横方向においては自車走行道路201Aの全幅で規定される領域をUターン走行時に利用できる。また、縦方向においては交差道路202の車線202bの幅で規定される領域をUターン走行時に利用できる。
このように、交差点200の大きさ情報のうちUターン走行に利用できる領域は、交差点200の大きさ全体に対して限られたものとなる。このことから、自車走行道路201の幅や交差道路202の幅が狭くなるほど、交差点内Uターン走行制御の際の目標走行経路R1のうち交差点200への進入前の走行経路は、より左寄りに設定するのが望ましい。なお、目標走行経路R1のうち交差点200への進入前の走行経路を設定する場合において、左側への寄せ量は、概ね交差点の大きさに比例して線形的に設定することができる。
また、自車走行道路201や交差道路202の幅が狭いほど、交差点内Uターン走行制御の際の操舵開始タイミングは、より遅くする(進行方向に進んだ位置に操舵開始点を設定する)のが望ましい。このように、自車走行道路201の幅や交差道路202の幅が狭くなるほど、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始タイミングを遅く設定すれば、対向車線201d側の角部210に自車両が干渉する可能性を低くすることができる。したがって、Uターン走行時に切り返し操舵を必要とせずに、スムースにUターン走行を完了させることができるようになる。
そして、操舵開始タイミングを遅くした場合(進行方向に進んだ位置に操舵開始点を設定した場合)には、操舵速度をより速く設定するのが望ましい。操舵開始タイミングを遅くした場合(進行方向に進んだ位置に操舵開始点を設定した場合)には、進行方向(縦方向)におけるUターン走行に利用できる領域が狭くなる傾向にある。このことから、操舵速度をより速く設定することにより、自車両を交差点の中心位置Cよりも進行方向側に突出させずにUターン走行をスムースに完了させることができる。
なお、交差点内Uターン走行制御を行う際の操舵開始タイミングについても、概ね交差点の大きさに比例して線形的に設定することができる。
このようにして設定された目標走行経路R1及び操舵タイミング(操舵開始点A)での交差点内Uターン走行制御を実行すると、自車両は交差点200の中心位置Cの内側に沿う円弧状の走行経路(いわゆるクロソイド曲線)に沿ってUターン走行し、交差点200の角部210に干渉することなくUターン走行を完了できる。その後、自車両は自車走行道路201の対向車線201dの車線中央仮想線に沿う走行を続行する(目標走行経路R1参照)。
なお、図2の符号201dで示す車線は、Uターン走行開始前においては上述したように「対向車線」であるが、Uターン走行完了後の時点においては「自車両走行車線」となる。しかしながら、ここでは説明の便宜上「対向車線201d」と呼称している。
また、交差点内Uターン走行制御時の車速制御は、例えば時速10km程度の一定速度での走行制御がなされるのが望ましい。
ところで、自動運転モードによって走行中の自車両がUターン走行を予定している交差点内に進入するとき、自車両の直前に他車両(以下、先行車両という)が存在している場合がある。さらに、当該先行車両は、自車両と同様に当該交差点においてUターン走行を行う場合もある。このような状況においては、先行車両が、例えばUターン走行に失敗する等によって後退走行を伴う切り返し操舵を行う場合がある。
具体的には、例えば自車両の直前を走行していた先行車両(図3の符号M10)が交差点200Aに進入した後、Uターン走行を実行した状況を考える。このような状況下において、先行車両がUターン走行に失敗して、一度の操舵によって転回し切れなかったとする。この場合、先行車両は、図3の符号M10に示すように、交差点200Aの角部210に干渉しそうになって前進が阻まれた状況となることが考えられる。このような状況となった場合、先行車両M10は、図3の符号R1Aで示すように、一旦、所定の距離だけ後退走行を行った後に、切り返し操舵を行って前進し、やがて、図3の符号R1で示す経路に沿って走行する運転操作が行われることがある。
このような状況を考慮して、本実施形態の走行制御装置1は、先行車両がUターン走行を行っていることを認識した場合には、当該先行車両と自車両との車間距離を通常の追従走行時よりも多くとるように制御する。この場合の車間距離の目安としては、先行車両が後退走行を行ったとしても、当該先行車両と、これに後続する自車両とが接触しないだけの充分な距離とする。
また、この場合の車間距離の設定は、Uターン走行が行われる交差点200Aの大きさ情報が考慮される。交差点200Aの大きさ情報に基づいて認識されるUターン走行に利用できる領域(例えば自車走行道路201Aの幅や交差道路202の幅で規定される)が狭くなるほど、先行車両がUターン走行時に後退走行を伴う切り返し操舵を行う可能性が高くなる。したがって、交差点200Aの大きさ情報に基づいて認識されるUターン走行に利用できる領域が狭くなるほど、車間距離を多く確保する制御とするのが望ましい。
このような走行制御を行うことにより、本実施形態の走行制御装置1は、先行車両がUターン走行中に後退走行を伴う切り返し操作を行ったとしても、当該先行車両に後続する自車両と当該先行車両との接触等を回避して、安全な走行を確保することができる。
一方、自動運転モードによって走行中の自車両がUターン走行を予定している交差点内に進入するとき、例えば、図4に示すように、対向車線201Acが渋滞している場合がある。しかも、このとき、自車両がUターン走行を行った後の車線(図4の対向車線201Ac)上に、自車両が入り込む余地が存在しないか、若しくは自車両の入り込む余裕が少ない場合がある。
ここで、自車両が入り込む余地とは、次のような状況を想定している。例えば、自車両が交差点200A内において所定のUターン走行を完了して対向車線201Ac側に入り込もうとしたとき、対向車線201Acに渋滞が発生しており、対向車線201Ac上の先行車両が一時停止している状況を考えてみる。このとき、自車両は対向車線201Ac上の先行車両のうちの最後尾の先行車両M11に追従して一時停止することになる。このときの自車両の停止位置によっては、自車両の後方の一部が、交差道路202内の領域に取残されてしまう場合がある。
具体的には、例えば図4の符号Fで示す領域は、Uターン走行完了後の自車両が入り込む仮想領域(Uターン後自車領域)として示している。このUターン後自車領域Fは、概ね、「自車両の幅W X 車両の全長L」に略対応する矩形状領域で示すことができる。
ここで、対向車線201Ac側に渋滞が発生しており、対向車線201Ac上の複数の先行車両(M11~M14)が一時停止している場合に、Uターン後自車領域Fの一部が、交差点200Aの領域内に突出してしまうことがある。つまり、この場合、自車両がUターン走行を完了した時点で、自車両の後部が交差点200Aの領域に取残される状態になってしまう。
例えば、図4に示す例では、交差点200Aの領域(図においてハッチングで囲われる内側領域)内にUターン後自車領域Fが含まれている。特に、図4においては、Uターン後自車領域Fの一部は、符号Gで示す分だけ交差道路202の延長領域内に突出している例を示している。
なお、ここで交差点200Aの内側領域とは、自車走行道路201Aの両側路肩を延長した線と、交差道路202の両側の路肩を延長した線によって囲われる矩形領域を指す。一般に、交差点内と当該交差点の近傍の所定の領域内(概ね、図4においてハッチングで囲われる内側領域が相当する)は駐停車禁止である。また、図4の例示のように、自車両の一部が交差道路202の延長領域に突出して一時停止したときには、交差道路202を走行する他車両の通行を阻害してしまう可能性がある。
このことから、自車両が交差点200AにおいてUターン走行を行って、対向車線201Ac上に渋滞が発生している等の理由により、対向車線201Ac上のUターン後自車領域Fに自車両が停止したとき、その停止位置によっては、交差道路202の通行を阻害してしまう可能性が生じる。
このような状況を考慮して、本実施形態の走行制御装置1は、Uターン走行を行う前に、対向車線201Ac上に自車両が入り込む充分な領域(Uターン後自車領域F)が存在するか否かを確認している。そして、Uターン走行完了後に自車両のための充分な領域が存在する場合にのみUターン走行を実行するように制御する。一方、Uターン走行完了後の自車両のための充分なUターン後自車領域Fが存在しない場合には、予定していた交差点内Uターン走行制御を右折走行制御に切り替える制御を行う。この場合、自動運転における全ての制御(例えば、目標走行経路,加減速制御,操舵制御等)を即座に右折走行制御に切り替えるようにしている。さらに、本実施形態の走行制御装置1においては、このような状況(自車両の周囲状況が渋滞発生状況)であることを鑑みて、交差点内Uターン走行制御から右折走行制御へと切り替えた後の加速制御は、通常の右折走行時の加速制御に比べて抑制した加速制御としている。
ここで、例えば、対向車線201Ac上に渋滞が発生している状況では、対向車線201Ac上の他車両のうち自車両からみて前方から交差点200Aに進入しようとしている他車両M15が、渋滞状況を見て直進を諦めて左折しようとする場合がある。この場合、対向車線201Acから左折した他車両が走行する予定の車線は、符号202aで示す走行車線である。また、このとき自車両が走行制御の切り換えによって右折走行した場合に、自車両が右折走行後に走行予定の車線は、交差道路202における走行車線202aとなり、両者は同一である。そのため、右折走行する自車両と、左折する当該他車両との接触の可能性が生じる。
また、対向車線201Ac上の他車両のうち自車両からみて前方から交差点200Aに進入しようとしている他車両M15が当該交差点200Aを通過した後において、渋滞発生等の理由から、充分な領域が存在しない状態であっても、信号等の切り替わり(青から赤への切り替わり)等を見て強引に直進してくる場合がある。この場合、右折走行しようとしている自車両と、当該直進してくる他車両M15との接触の可能性がある。
これらの状況を鑑みて、渋滞によって交差点内Uターン走行制御を右折走行制御に切り替えた場合には、自車両の加速制御を抑制することによって、他車両との接触等を回避し、より安全な走行を確保することができる。
なお、一般に、交差点内Uターン走行制御時には、自車両の車速は、例えば通常の右折走行制御時の車速よりも、抑制された速度に設定されている。このことから、予定されていたUターン走行制御を右折走行制御に切り替えたときには、自車両の加速制御を抑制するようにしたので、運転者に不安感や違和感等を与えることなく、安全かつ円滑な制御の移行を行うことができる。
上述したように、走行制御装置1は、Uターン走行制御を予定している交差点200Aを認識し、かつ対向車線に渋滞が発生している状況であることが認識された場合、対向車線201Ac(Uターン走行後に走行が予定される走行車線)上に、Uターン走行制御完了後の自車両が入り込む領域が存在しない場合には、予定されていたUターン走行制御を右折走行制御に切り替える制御が行われる。この場合において、Uターン走行制御を右折走行制御に切り替える前の段階では、例えば、交差点200Aへ進入する前の時点から、交差点200Aへの進入直後の時点では、図4に示す、目標走行経路R1に沿う走行制御がなされている。このとき、自車両は、例えば、図4の符号Mに示す位置から、目標走行経路R1に沿って走行して交差点200Aに進入し、図4の符号M1に示す位置に至る。
このとき、Uターン走行制御が右折走行制御に切り替わったとすると、図4の符号M1に示す位置にある自車両は、目標走行経路R1から目標走行経路R2Aに沿って走行する制御に切り替わる。この目標走行経路R2Aは、図4の符号M1から交差点200Aの中心位置Cの内側に沿う円弧状の経路(いわゆるクロソイド曲線)を描き、やがて、通常の右折走行制御時の目標走行経路R2と一致する経路となる。つまり、右折走行制御完了後は、交差道路202の走行車線202aの略中央位置の経路となる。このとき、周囲状況(渋滞状況)を鑑みて、通常の右折走行制御時に比べて抑制した加速制御を行う。
このような制御により、予定されていた交差点内Uターン走行制御を、実際の現場の状況(渋滞状況)に応じて右折走行制御に切り替えたとしても、運転者に違和感や不安感を与えることなく、スムースな走行制御を行うことができる。
本実施形態の走行制御装置1において行われる交差点内Uターン走行制御について、図5,図6のフローチャートを用いて、以下に説明する。
まず、上述したように、本実施形態の走行制御装置1を搭載した自車両は、例えば、図2に示す自車走行道路201の自車走行車線201a上を、自動運転モードによる走行制御によって走行しているものとする。
なお、この場合において、図3,図4に示す自車走行道路201Aの自車走行車線201Aa上として考えても同様である。以下の説明における交差点内Uターン走行制御の基本的な作用については図2を参照するものとする。また、自車両が交差点内Uターン走行制御の実行時に発生する各種のシーケンスのうち、例えばUターン走行する先行車両が存在する場合の作用は図3を参照するものとする。また、例えば交差点内Uターン走行制御を右折走行制御に切り替える際の作用は、図4を参照するものとする。
ここで、自動運転モードによって走行している自車両の走行制御装置1は、図5のステップS11において、設定された目標走行ルート中においてUターン走行を予定している交差点を進行方向前方に認識したか否かの確認を行う。ここで、Uターン走行予定交差点を進行方向前方に認識した場合は、次のステップS12の処理に進む。なお、ここでは、Uターン走行予定交差点が進行方向前方に認識されない場合は、当該交差点が認識されるまで確認処理を繰り返すシーケンスとして簡略化して図示している。しかしながら、実際には、走行制御装置1は、設定された目標走行ルートに沿う走行制御を実行している。
次のステップS12において、走行制御装置1は、交差点内Uターン走行制御を開始する。
続いて、ステップS13において、走行制御装置1は、周囲状況情報取得装置(20,21)やロケータユニット11等によって取得された周囲状況情報,地図情報等の各種情報に基づいて、交差点200の大きさ情報を取得する。
ステップS14において、走行制御装置1は、上述のステップS13の処理にて取得した交差点大きさ情報に基づいて自車両の左寄せ経路と操舵開始点を設定する。
ステップS15において、走行制御装置1は、上述のステップS14の処理にて設定した左寄せ経路に沿う走行制御を行うための左寄せ操舵制御を実行する。これと同時に、減速制御を実行する。なお、この場合において、図示を省略しているが、交差点200に交通信号が設置されている場合には、信号現示に従うのは当然である。
次に、ステップS16において、走行制御装置1は、先行車両が存在するか否かの確認を行う。ここで先行車両が存在することが認識された場合には、ステップS21の処理に進む。また、先行車両が存在しないことが認識された場合には、次のステップS17の処理に進む。
ステップS17において、走行制御装置1は、対向車線の状況を確認する。ここでは、特に、対向車線が渋滞しているか否かの確認を行う。ここで、対向車線が渋滞していることが確認された場合は、次のステップS31の処理に進む。また、対向車線が渋滞していないことが確認された場合は、ステップS18の処理に進む。
ステップS18において、走行制御装置1は、交差点内Uターン走行制御を続行する。その後、交差点内Uターン走行制御が完了したら一連の処理を終了し、自動運転モードによる走行制御を続行する(リターン)。
一方、上述のステップS16の処理にて、先行車両の存在が認識されて、ステップS21の処理に進むと、このステップS21において、走行制御装置1は、先行車両がUターン走行をしているか否かを認識する。ここで、先行車両がUターン走行をしているか否かの判定は、次のようにして行う。
例えば、カメラユニット21(周囲状況情報取得装置)によって取得された画像情報に基づいて認識されている先行車両について、当該先行車両の画像内における位置の移動に着目して認識を行う。例えば、先行車量位置が、画像内において奥行き方向へ離れる方向に移動せず、かつ画像内において右方向に大きく移動していることが検知される場合、認識されている先行車両はUターン走行をしているものと推定できる。
ステップS21の処理にて、先行車両がUターン走行をしていることが認識された場合は、次のステップS22の処理に進む。また、先行車両がUターン走行をしていないことが認識された場合は、ステップS16の処理に戻る。なお、先行車両についてUターン走行をしていない場合とは、例えば右折走行もしくは左折走行しようとしているか、或いは直進走行しようとしている場合である。
なお、図2に示す例では、自車量及び先行車両は、自車走行道路201において片側二車線のうちの中央寄りの車線を自車走行車線201aとしている。この場合には、先行車両がUターン走行をしていない場合は、右折走行若しくは直進走行しようとしていると認識される。また、図3,図4の例では、先行車両は、Uターン走行していない場合は、右折走行又は左折走行或いは直進走行のいずれかを行おうとしていると認識される。
ステップS22において、走行制御装置1は、先行車両との車間距離を空けるための走行制御を行う。そのために、例えば減速制御を行って自車両と先行車両との間の車間距離を広くとる。
ステップS23において、走行制御装置1は、先行車両のUターン走行が完了したか否かの確認を行う。ここで、先行車両のUターン走行の完了が確認された場合には、上述のステップS17の処理に進む。また、先行車両のUターン走行の完了が確認されない場合は、ステップS24の処理に進む。
なおここで、先行車両のUターン走行の完了が確認されない場合とは、例えば先行車両がUターン走行に手間取っている場合や、Uターン走行に失敗した場合、後退走行を伴う切り返し操舵を行っている場合等が考えられる。
ステップS24において、走行制御装置1は、自車両と先行車両との間の車間距離を維持させるために、制動制御等を行って自車両を所定時間の間だけ、その場で一時停止させる。
即ち、先行車両のUターン走行の完了が確認されない場合には、自車両の走行制御装置1は、自車両を所定時間だけ一時停止させて、先行車両のUターン走行が完了するのを待機させることにしている。そして、所定時間が経過したら、ステップS23の処理に戻り、同様の確認を行う。そして、走行制御装置1は、先行車両のUターン走行が完了するまで、自車両を一時停止によって待機させる。
また、上述のステップS17の処理にて、対向車線に渋滞が発生していることが確認されて、ステップS31の処理に進むと、このステップS31において、走行制御装置1は、対向車線上(Uターン走行完了後には自車両にとっての自車走行車線)に、Uターン走行完了後の自車両が入り込むための充分な領域(Uターン後自車領域F;図4参照)が存在するか否かの確認を行う。ここで、充分なUターン後自車領域Fが存在することが確認された場合には、ステップS18の処理に進む。また、充分なUターン後自車領域Fが存在しない場合には、次のステップS32の処理に進む。
ステップS32において、走行制御装置1は、予定していた交差点内Uターン走行制御に代えて当該交差点を右折走行する右折走行制御に切り替える。
続いて、ステップS33において、走行制御装置1は、右折走行制御を開始する。ここで、予定していたUターン走行制御から右折走行制御に切り替えを行った場合の右折走行制御について、図6を用いて以下に説明する。
上述の図5のステップS33の処理にて右折走行制御が開始されると、まず、図6のステップS41において、走行制御装置1は、周囲状況情報取得装置(20,21)等によって取得される情報に基づいて、対向車線上の他車両等の周囲状況を確認する。
一般に、道路渋滞が発生しているような状況では、例えば、対向車線上の他車両のうち交差点を通過後の他車両の車列が停滞しており、その最後尾の車両が交差点近傍位置に一時停車している場合がある。このような状況にあるときには、対向車線上の他車両のうち交差点に進入前にあって、当該交差点を直進しようとする他車両は、交差点内が駐停車禁止であるために、たとえ信号現示が青であったとしても、交差点手前の停止線の直前において一時停止している場合がある。このような状況で一時停止している車両は、信号現示が青である間は、交差点通過後の車列の状況に応じて、不意に発進してくる可能性がある。したがって、走行制御装置1においては、対向車線に渋滞が発生している場合等には、対向車線上の他車両等の挙動に特に注意する必要がある。また、同時に、信号現示や交差点周辺の歩行者,自転車等の存在や挙動についても、常に確認することは必要である。
ステップS42において、走行制御装置1は、上述のステップS41の処理の結果を受けて、対向車線上を前方から交差点へ進入してくる他車両があることが認識された場合には、ステップS46の処理に進み、このステップS46にて一時停止制御を行う。その後、ステップS41の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。一方、上述のステップS41の処理の結果、対向車線上を前方から交差点へ進入してくる他車両が存在しないことが認識された場合には、ステップS43の処理に進む。
ステップS43において、走行制御装置1は、周囲状況情報取得装置(20,21)等によって取得される情報に基づいて、交差道路上の周囲状況、特に右折後の自車走行車線となる領域を確認する。
一般に、道路渋滞が発生しているような状況では、例えば、対向車線上の他車両のうち交差点に進入前にあって、当該交差点を直進しようとする他車両が、直進を諦めて左折しようとする場合がある。この場合には、自車両が右折後に走行する予定の交差道路上の走行車線と、対向車線から左折した他車両の走行予定車線とが同一となる。そのため、自車両と当該他車両との接触の可能性が生じてしまう。また、対向車線上に加えて、交差道路上にも渋滞が発生している可能性もある。具体的には、例えば、自車両が右折後に走行する予定の交差道路上の走行車線にも渋滞が発生している場合がある。この場合において、交差道路上の走行車線で停滞する他車両の車列の最後尾の他車両が交差点の近傍位置に一時停止している場合もある。このような状況では、自車両が右折した後に入り込む充分な領域がない場合もある。したがって、走行制御装置1においては、対向車線に渋滞が発生している場合等には、対向車線上の他車両等の挙動に特に注意する必要がある。また、同時に、信号現示や交差点周辺の歩行者,自転車等の存在や挙動についても、常に確認することは必要である。
ステップS44において、走行制御装置1は、上述のステップS43の処理の結果を受けて、自車両が右折した後の交差道路の走行予定車線上に自車両の走行する領域が存在しない場合には、ステップS46の処理に進み、このステップS46にて一時停止制御を行う。その後、ステップS41の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。一方、上述のステップS43の処理の結果、自車両が右折した後の交差道路の走行予定車線上に自車両の走行する領域が存在することが確認された場合には、ステップS45の処理に進む。
ステップS45において、走行制御装置1は、通常の右折走行制御時よりも抑制した加速制御にて自車両を発進させる。
以上説明したように上記一実施形態によれば、自動運転制御において設定された目標走行ルート中に、交差点におけるUターン走行制御が含まれる場合において、交差点内Uターン走行制御時には、通常の右折走行制御時よりも自車走行車線内における自車両の走行位置を左側に寄せる経路を設定する。また、Uターン走行制御の際の右方向への操舵開始点は、通常の右折走行制御時の操舵開始点よりも進行方向に進んだ位置に設定される。つまり、交差点内Uターン走行制御時の操舵開始タイミングは、通常の右折走行制御時の操舵開始タイミングよりも遅れたタイミングに設定する。
また、このとき、自車走行道路の幅や交差道路の幅が狭いほど、つまり交差点のサイズに応じて自車両の走行位置を自車走行車線の範囲内において、より左寄りに設定すると共に、操舵開始タイミングを、より遅く設定する。
また、交差点内Uターン走行制御時に、先行車両が存在し、かつ当該先行車両も交差点内Uターン走行を行っていることを認識した場合は、自車両と先行車両との間の車間距離を広くとるための走行制御を行う。この場合において、自車走行道路の幅や交差道路の幅が狭いほど、つまり交差点のサイズに応じて、自車両と先行車両との車間距離を、より広くとるように制御する。
さらに、交差点内Uターン走行制御を予定している交差点において、特に対向車線に渋滞が発生している状況において、自車両がUターン走行後の走行車線(Uターン走行前の対向車線)側に自車両の入り込む領域(Uターン後自車領域)がない場合には、予定されていた交差点内Uターン走行制御をキャンセルし、右折走行制御に切り替える。このとき、通常の右折走行制御時に比べて抑制した加速制御を行う。
このような制御を行うことによって、交差点内でUターン走行を行う際には、切り返しを行うことなく一度の操舵操作のみで確実にかつ円滑にUターン走行を完了することができる。したがって、円滑な交通の流れを維持し、安全性を確保しながら交差点内Uターン走行を行うことができる。これに加えて、無駄な走行をせずにすむので、燃費向上に寄与することができる。
また、対向車線の渋滞等、周囲状況に応じて、予定されていたUターン走行制御を右折走行制御に切り替えることにより、円滑な交通の流れを維持し、安全性を確保した走行を行うことができる。
また、自動運転制御において、予定されていたUターン走行制御を右折走行制御に切り替えた場合に、加速制御を抑制するようにしたので、制御変更による運転者への不安感や違和感を与えることなく、安全かつ円滑な制御の移行を行うことができる。
また、ロケータユニット11等によって取得される地図情報や渋滞情報等によって把握しきれなかった周囲状況(渋滞状況)について、実際の周囲状況(渋滞状況)をカメラユニット21(周囲状況情報取得装置)等によって取得した情報に基づいて認識し、走行制御の切り換えを行うことができるので、運転者への不安感や違和感を与えることなく、安全かつ円滑に交通の流れを維持する走行を行うことができる。
なお、上述の一実施形態においては、Uターン走行制御時には、左寄せ走行経路の設定と、操舵開始点の設定との両方の設定を行う制御としているが、これに限られることはない。例えば、左寄せ走行経路の設定と、操舵開始点の設定と、の少なくとも一方の設定を行うのみの制御であってもよい。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施することができることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。
1…走行制御装置
10…車内通信回線
11…ロケータユニット
12…地図ロケータ演算部
12a…自車位置推定部
12b…地図情報取得部
13…加速度センサ
14…車輪速センサ
15…ジャイロセンサ
16…GNSS受信機
17…道路情報受信機
18…高精度道路地図データベース
19…ルート情報入力部
20…周辺監視ユニット
20a…周辺環境認識センサ
20b…周辺環境認識部
21…カメラユニット
21a…メインカメラ
21b…サブカメラ
21c…画像処理ユニット(IPU)
21d…走行環境認識部
22…走行制御ユニット
22a…操舵支援制御部
22b…目標走行経路設定部
23…エンジン制御ユニット
24…パワーステアリング制御ユニット
25…ブレーキ制御ユニット
27…スロットルアクチュエータ
28…電動パワステモータ
29…ブレーキアクチュエータ
33…モード切換スイッチ
34…ハンドルタッチセンサ
35…操舵トルクセンサ
36…ブレーキセンサ
37…アクセルセンサ
38…報知装置
200,200A…交差点
201,201A…自車走行道路
201a,201Aa…自車走行車線
201b…走行車線
201c,201d,201Ac…対向車線
202…交差道路
202a…走行車線
202b…対向車線
A,B…操舵開始点
C…交差点中心位置
F…Uターン後自車領域
R…車線中央仮想線
R1…目標走行経路(交差点内Uターン走行制御時)
R2…目標走行経路(通常右折走行制御時)

Claims (5)

  1. 車両の走行制御装置であって、
    前記車両の周囲状況情報を取得する周囲状況情報取得装置と、
    前記車両が走行している位置近傍の道路情報を取得する地図情報取得装置と、
    前記車両の全体的な制御を統括的に行うと共に、予め設定された目標走行ルートに沿って前記車両を走行させる走行制御部と、
    を具備し、
    前記走行制御部は、前記目標走行ルート上においてUターン走行制御が予定されている交差点を前方に認識した場合は、
    前記車両の進行方向に対してUターン方向とは反対側の横方向に所定の距離だけ寄せた走行経路を自車走行車線の範囲内に設定するか、又は通常の右折走行制御時よりも進行方向に進んだ位置に操舵開始点を設定するか、のうち少なくとも一方の設定を行う
    ことを特徴とする車両の走行制御装置。
  2. 前記走行経路と前記操舵開始点とは、前記車両の周囲状況及び前記認識された交差点情報に応じて設定され、
    前記交差点の大きさが狭くなるほど、前記走行経路は横方向に寄せる量をより多くし、前記操舵開始点は進行方向により進めた位置に設定される
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。
  3. 前記走行制御部は、操舵開始点を通常の右折走行制御時よりも進行方向に進んだ位置に設定する場合は、より速い操舵速度による操舵制御を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。
  4. 前記走行制御部は、前記目標走行ルート上においてUターン走行制御が予定されている交差点を前方に認識した場合において、先行車両を認識しており、かつ当該先行車両が当該交差点内においてUターン走行を行っていることを認識した場合には、当該先行車両との間の車間距離を広くとる走行制御を実行する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。
  5. 前記走行制御部は、前記目標走行ルート上においてUターン走行制御が予定されている交差点を前方に認識した場合において、前記車両がUターン走行制御を完了した後に前記車両が位置すべき領域が走行車線上に予め存在しないことを認識した場合には、予定されていたUターン走行制御を右折走行制御に切り替える
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の走行制御装置。
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