JP2023139740A - 道路認識装置および運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】対向車両とのすれ違いが困難な狭隘道路を走行している場合に、良好な運転支援を行うことを可能にする。【解決手段】道路認識装置50は、自車両の周囲の外界状況を検出するカメラ21と、外界状況の情報に基づいて自車両の周辺の地図を生成する地図生成部25と、外界状況の情報に基づいて走行中の道路が、自車線と対向車線とを区画する中央線のない特定道路であるか否かを判定するとともに、特定道路と判定されたとき、対向車両とのすれ違いの可否を判定するすれ違い判定部27と、地図生成部25により生成された地図情報に、すれ違い判定部27による判定結果に応じたすれ違い情報を付加する情報付加部28と、を備える。【選択図】図4
Description
本発明は、道路構造を認識する道路認識装置および運転支援装置に関する。
従来より、自車両が対向車両とすれ違う際の運転を支援するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1記載の装置では、自車両の車幅と、対向車両の車幅と、自車両の現在位置と、対向車両とのすれ違い予測位置と、道路幅とに基づいて、対向車両とすれ違うときの自車両の幅方向の寄せ量を算出し、ドライバに報知する。
上記特許文献1記載の装置は、対向車両とのすれ違いが可能であることを前提としており、自車両が、対向車両とのすれ違いが困難な狭隘道路を走行している場合、上記特許文献1記載の装置では、良好な運転支援を行うことができない。
本発明の一態様である道路認識装置は、自車両の周囲の外界状況を検出する外界検出部と、外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺の地図を生成する地図生成部と、外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の道路が、自車線と対向車線とを区画する中央線のない特定道路であるか否かを判定するとともに、特定道路と判定されたとき、対向車両とのすれ違いの可否を判定する判定部と、地図生成部により生成された地図情報に、判定部による判定結果に応じたすれ違い情報を付加する情報付加部と、を備える。
また、本発明の他の態様である運転支援装置は、上述した道路認識装置と、道路認識装置における情報付加部で付加されたすれ違い情報に基づいて運転支援を行う運転支援部と、を備える。
本発明によれば、地図情報にすれ違い情報が付加されるので、対向車両とのすれ違いが困難な狭隘道路を走行している場合であっても、良好な運転支援を行うことができる。
以下、図1~図8を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る道路認識装置は、道路構造ないし道路の種別を認識するように構成される。また、本発明の実施形態に係る運転支援装置は、道路認識装置により認識された道路構造に応じた運転支援を行うように構成される。
運転支援装置は、自動運転機能を有する車両、すなわち自動運転車両と、自動運転機能を有しない車両、すなわち手動運転車両の両方に適用することができる。なお、本実施形態に係る運転支援装置が適用される車両を、他車両と区別して自車両と呼ぶことがある。以下では、自車両が自動運転車両であるものとして説明する。自動運転車両は、自動運転機能だけでなく手動運転機能も有し、手動運転車両として構成することもできる。すなわち、自車両(自動運転車両)は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。
まず、自車両の概略構成について説明する。自車両は、内燃機関(エンジン)を走行駆動源として有するエンジン車両、走行モータを走行駆動源として有する電気自動車、エンジンと走行モータとを走行駆動源として有するハイブリッド車両のいずれであってもよい。図1は、本発明の実施形態に係る運転支援装置を有する車両制御システム100の全体構成を概略的に示すブロック図である。
図1に示すように、車両制御システム100は、コントローラ10と、CAN通信線等を介してコントローラ10にそれぞれ通信可能に接続された外部センサ群1と、内部センサ群2と、入出力装置3と、測位ユニット4と、地図データベース5と、ナビゲーション装置6と、通信ユニット7と、走行用のアクチュエータACとを主に有する。
外部センサ群1は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサ(外部センサ)の総称である。例えば外部センサ群1には、レーザ光を照射して反射光を検出することで自車両の周辺の物体の位置(自車両からの距離や方向)を検出するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の物体の位置を検出するレーダ、CCDやCMOS等の撮像素子を有し、自車両の周辺(前方、後方および側方)を撮像するカメラなどが含まれる。
内部センサ群2は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサ(内部センサ)の総称である。例えば内部センサ群2には、自車両の車速を検出する車速センサ、自車両の前後方向および左右方向の加速度を検出する加速度センサ、走行駆動源の回転数を検出する回転数センサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群2に含まれる。
入出力装置3は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置3には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。
測位ユニット(GNSSユニット)4は、測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを有する。測位センサを内部センサ群2に含めることもできる。測位衛星は、GPS衛星や準天頂衛星などの人工衛星である。測位ユニット4は、測位センサが受信した測位情報を利用して、自車両の現在位置(緯度、経度、高度)を測定する。
地図データベース5は、ナビゲーション装置6に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクや半導体素子により構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状(曲率など)の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース5に記憶される地図情報は、コントローラ10の記憶部12に記憶される高精度な地図情報とは異なる。
ナビゲーション装置6は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置3を介して行われる。目標経路は、測位ユニット4により測定された自車両の現在位置と、地図データベース5に記憶された地図情報とに基づいて演算される。外部センサ群1の検出値を用いて自車両の現在位置を測定することもでき、この現在位置と記憶部12に記憶された高精度な地図情報とに基づいて目標経路を演算するようにしてもよい。
通信ユニット7は、インターネット網や携帯電話網等に代表される無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報、走行履歴情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。ネットワークには、公衆無線通信網だけでなく、所定の管理地域ごとに設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線LAN、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等も含まれる。取得した地図情報は、地図データベース5や記憶部12に出力され、地図情報が更新される。通信ユニット7を介して他車両と通信することもできる。
アクチュエータACは、自車両の走行を制御するための走行用アクチュエータである。走行駆動源がエンジンである場合、アクチュエータACには、エンジンのスロットルバルブの開度(スロットル開度)を調整するスロットル用アクチュエータが含まれる。走行駆動源が走行モータである場合、走行モータがアクチュエータACに含まれる。自車両の制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータと転舵装置を駆動する転舵用アクチュエータもアクチュエータACに含まれる。
コントローラ10は、電子制御ユニット(ECU)により構成される。より具体的には、コントローラ10は、CPU(マイクロプロセッサ)等の演算部11と、ROM,RAM等の記憶部12と、I/Oインターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。なお、エンジン制御用ECU、走行モータ制御用ECU、制動装置用ECU等、機能の異なる複数のECUを別々に設けることができるが、図1では、便宜上、これらECUの集合としてコントローラ10が示される。
記憶部12には、高精度の道路地図情報が記憶される。この道路地図情報には、道路の位置情報、道路形状(曲率など)の情報、道路の勾配の情報、交差点や分岐点の位置情報、車線数の情報、車線の幅員および車線毎の位置情報(車線の中央位置や車線位置の境界線の情報)、地図上の目印としてのランドマーク(信号機、標識、建物等)の位置情報、路面の凹凸などの路面プロファイルの情報が含まれる。記憶部12に記憶される地図情報には、通信ユニット7を介して取得した自車両の外部から取得した地図情報と、外部センサ群1の検出値あるいは外部センサ群1と内部センサ群2との検出値を用いて自車両自体で作成される地図情報とが含まれる。記憶部12には、地図情報に対応付けて、外部センサ群1と内部センサ群2の検出値からなる走行履歴情報も記憶される。
演算部11は、機能的構成として、自車位置認識部13と、外界認識部14と、行動計画生成部15と、走行制御部16と、を有する。
自車位置認識部13は、測位ユニット4で得られた自車両の位置情報および地図データベース5の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置(自車位置)を認識する。記憶部12に記憶された地図情報と、外部センサ群1が検出した自車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット7を介して通信することにより、自車位置を認識することもできる。
外界認識部14は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群1からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両(前方車両や後方車両)の位置や速度や加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の区画線や停止線等の標示、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色(赤、青、黄)、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。
行動計画生成部15は、例えばナビゲーション装置6で演算された目標経路と、記憶部12に記憶された地図情報と、自車位置認識部13で認識された自車位置と、外界認識部14で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の走行軌道(目標軌道)を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部15は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部15は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。行動計画生成部15は、先行車両を追い越すための追い越し走行、走行車線を変更する車線変更走行、先行車両に追従する追従走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画を生成する。行動計画生成部15は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。
走行制御部16は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部15で生成された目標軌道に沿って自車両が走行するように各アクチュエータACを制御する。より具体的には、走行制御部16は、自動運転モードにおいて道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部15で算出された単位時間毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群2により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータACをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータACを制御する。なお、運転モードが手動運転モードであるとき、走行制御部16は、内部センサ群2により取得されたドライバからの走行指令(ステアリング操作等)に応じて各アクチュエータACを制御する。
以上のように構成された車両制御システム100は、手動運転モードで走行中に道路構造を認識する道路認識装置を有する。図2は、本実施形態に係る道路認識装置が適用される特定構造の道路200(特定道路と呼ぶ)の一例を示す図である。図2に示すように、特定道路200は、対面通行が可能であり、かつ、自車線と対向車線とを区別する中央線が引かれていない狭隘な道路である。換言すると、特定道路200は、一方通行でなく、進入禁止でもない道路であり、自車線と対向車線とが明確に区別されていない道路(いわゆる生活道路)である。
図2には、左右一対の区画線201、202によって区画された特定道路200を矢印A1方向に走行中である自車両101と、自車両101に対向して矢印A2方向に走行中である対向車両102とが示される。なお、区画線201,202が存在しない特定道路200もあり、その場合には、区画線201,202の位置が、特定道路200の端部位置に相当する。特定道路200の幅Wは、図2に示すように区画線201,202が存在する場合には区画線間の距離、区画線が存在しない場合には道路の左右方向一端部から他端部までの距離になる。自車両101と対向車両102とは、地点A3で互いにすれ違う。図3は、自車両101と対向車両102とがすれ違うときの、自車両101の前端部から対向車両102の前端部までの距離Dと、自車両101の車速Vとの関係を示す図である。
地点A3における道路200の幅(幅員)Wが所定値W1以上であれば、図3の特性f1に示すように、自車両101は車速一定(V=V1)で、対向車両102とすれ違うことができる。なお、所定値W1は、少なくとも自車両101の車幅と対向車両102の車幅との和(最低幅Wa)以上である。一例を挙げると、W1は5.5mである。なお、最低幅Waは、自車両101と対向車両102の車格(車幅など)によって変化する。
一方、道路200の幅Wが所定値W1未満(例えば最低幅Wa)であるとき、図3の特性f2に示すように、自車両101と対向車両102とが接近するに従い車速Vが低下し、地点A3で例えば0になる。なお、幅Wが最低幅Wa未満である場合には、自車両101と対向車両102とはすれ違うことができない。この場合には、幅Wが最低幅Wa以上となる地点、すなわち車両同士がすれ違い可能となる地点まで、一方の車両が後退する、あるいは車両同士がすれ違い可能となる地点で、一方の車両が待機する必要がある。
このように、中央線のない対面通行の特定道路200においては、自車両101と対向車両102とのすれ違いが困難な場合がある。このすれ違いの可否や容易性に関する情報をすれ違い情報と呼ぶ。車両制御システム100が予めすれ違い情報を把握していれば、以下のような利点がある。すなわち、自車両101が自動運転モードで走行するとき、例えば特定道路200を回避した目標経路を設定することにより、自車両101がスムーズに走行することができ、自車両101に対し良好な運転支援を実現できる。また、手動運転モードで走行するとき、例えば自車両101が特定道路200に進入する前に特定道路200であることをドライバに報知することにより、ドライバはすれ違いが困難な道路走行を避けるようになり、ドライバの運転を良好に支援できる。そこで、車両制御システム100が予めすれ違い情報を把握することができるよう、本実施形態では以下のように道路認識装置を構成する。
図4は、本発明の実施形態に係る道路認識装置50の概略構成を示すブロック図であり、自車両101が主に手動運転モードで走行するときの構成を示す。道路認識装置50は、図1の車両制御システム100に含まれる。図4に示すように、道路認識装置50は、カメラ21と、センサ22と、コントローラ10とを有する。
カメラ21は、CCDやCMOS等の撮像素子(イメージセンサ)を有する単眼カメラであり、図1の外部センサ群1の一部を構成する。カメラ21はステレオカメラであってもよい。カメラ21は、例えば自車両101の前部の所定位置に取り付けられ、自車両101の前方空間を連続的に撮像し、対象物の画像(カメラ画像)を取得する。対象物には、道路上の区画線(例えば図2の区画線201,202)と、対向車両102とが含まれ、カメラ画像に基づいて、対向車両102の有無や、走行中の道路が中央線のない特定道路200であるか否か等を判定できる。
センサ22は、自車両101の走行状態を検出するためのセンサ(例えば図1の内部センサ群2)であり、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサなどが、センサ22に含まれる。自車両101が特定道路200を走行中に自車両101から対向車両102までの距離を検出するレーダやライダなどの距離検出器(図1の外部センサ群1)も、センサ22に含まれる。
図4のコントローラ10は、機能的構成として、地図生成部25と、走行情報取得部26と、すれ違い判定部27と、情報付加部28と、記憶部12と、を有する。
記憶部12には、地図情報が記憶される。記憶される地図情報には、通信ユニット7を介して取得した自車両101の外部から取得した地図情報(外部地図情報と呼ぶ)と、自車両自体で作成される地図情報(内部地図情報と呼ぶ)とが含まれる。外部地図情報は、例えばクラウドサーバを介して取得した地図(クラウド地図と呼ぶ)の情報であり、内部地図情報は、例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の技術を用いてマッピングにより生成される点群データからなる地図(環境地図と呼ぶ)の情報である。外部地図情報は、自車両101と他車両とで共有されるのに対し、内部地図情報は、自車両101の独自の地図情報(例えば自車両が単独で有する地図情報)である。
記憶部12には、自車両101の車格(車幅等)の情報、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等についての情報も記憶される。さらに記憶部12には、センサ22により得られた自車両101の走行履歴情報が、高精度の地図情報(例えば環境地図の情報)に対応付けて記憶される。走行履歴情報は、手動運転モードで走行中の自車両101が過去にいかなる態様で道路を走行したかを表す情報である。具体的には、車速、加速度、減速度、操舵などの情報が、走行履歴情報として道路の位置情報に対応付けて記憶される。さらに、記憶部12には、特定道路200の走行時の自車両101から対向車両102までの距離Dを表す距離情報と、対向車両102の車格の情報も、走行履歴情報として道路の位置情報に対応付けて記憶される。
地図生成部25は、手動運転モードで走行しながら、カメラ21により検出された検出値を用いて、3次元の点群データからなる環境地図を生成する。具体的には、カメラ21により取得されたカメラ画像から、画素ごとの輝度や色の情報に基づいて物体の輪郭を示すエッジを抽出するとともに、そのエッジ情報を用いて特徴点を抽出する。特徴点は例えばエッジの交点であり、建物の角、道路標識の角、区画線の縁などに対応する。地図生成部25は、抽出された特徴点を順次、環境地図上にプロットし、これにより自車両101が走行した道路周辺の環境地図が生成される。環境地図には、カメラ画像に含まれる区画線の位置情報、特に特定道路200の区画線201,202の位置情報が含まれる。生成された環境地図は、記憶部12に記憶される。
走行情報取得部26は、測位センサ(図1の測位ユニット4)などにより自車両101の現在位置を特定するとともに、現在位置に対応するセンサ22からの情報を取得する。取得した走行情報は、自車両101の位置情報に対応付けて記憶部12に記憶される。さらに走行情報取得部26は、予め記憶部12に記憶された自車両101の走行履歴情報の中から、現在位置に対応した走行履歴情報を取得する。走行履歴情報には、手動運転モードで特定道路200を走行したときの車速情報(車速Vの情報)と距離情報(距離Dの情報)とが含まれ、これにより図3の特性f1,f2などが得られる。なお、走行情報取得部26は、当該道路を走行した他車両によって得られた走行履歴情報を、通信ユニット7(図1)を介して取得するようにしてもよい。
すれ違い判定部27は、手動運転モードで特定道路200を走行しながら、対向車両102とのすれ違いが可能であるか否かを判定する。具体的には、まず、カメラ画像に基づいて、走行中の道路が中央線のない特定道路200であるか否かを判定する。そして、特定道路200であると判定されると、カメラ画像に基づいて一方の区画線201から他方の区画線202までの長さ、つまり特定道路200の幅Wを算出する。さらに幅Wが所定値W1(例えば5.5m)以上であるか否かを判定する。幅Wが所定値W1以上であると判定されると、すれ違いが可能であると判定する。
一方、幅Wが所定値W1未満であると判定されると、すれ違いが不可能であると判定する。なお、すれ違いが不可能であると判定されても、自車両101と対向車両102との車格(車幅)に応じて実際にはすれ違いが可能なこともある。そこで、W<W1であるとき、すれ違い判定部27は、走行情報取得部26により取得された、現在位置に対応する走行履歴情報に基づいて、すれ違いが可能であるか否かをさらに判定する。例えば図3の特性f1に示すような走行履歴情報が取得されると、すれ違いが可能であると判定する。一方、特性f2に示すような走行履歴情報が取得されると、すれ違いが不可能であると判定する。なお、W<W1であるか否かに拘わらず、すれ違い判定部27が、予め記憶部12に記憶された走行履歴情報に基づいてすれ違いが可能であるか否かを判定するようにしてもよい。
情報付加部28は、地図生成部25により生成された地図情報に、すれ違い判定部27による判定結果の情報、つまりすれ違い情報を付加する。換言すると、W≧W1であることにより、すれ違い可能であると判定されると、情報付加部28は、すれ違い可能情報を付加する。このとき、情報付加部28は、道路200の中央位置を算出するとともに、中央位置を通る仮想の中央線を設定する。図5A,図5Bは、それぞれ仮想の中央線LN1の一例を示す図である。W≧W1であるとき、図5Aに示すように、中央線LN1は、道路200の左側の区画線L1から所定長さ(0.5×W)だけ右側にシフトした位置に設定される。
一方、W<W1で、すれ違い不可能であると判定されると、情報付加部28は、すれ違い不可能情報を付加する。このとき、情報付加部28は、道路200の左側の区画線L1から所定長さ(例えば0.5×W1)だけ右側にシフトした位置を通る仮想の中央線LN2を設定する。この場合、図5Bに示すように、中央線LN2は、道路200の中央よりも右側によった位置に設定される。仮想の中央線LN1,L2の情報は、すれ違い情報に含まれる。
また、図3の特性f1に示すような走行履歴情報が得られると、情報付加部28は、すれ違い可能情報を付加し、図3の特性f2に示すような走行履歴情報が得られると、すれ違い不可能情報を付加する。このとき、情報付加部28は、上述したのと同様、道路200の中央位置に、あるいは左側の区画線201から所定長さだけ右側にシフトした位置に、仮想の中央線LN1,LN2を設定する。さらに情報付加部28は、走行履歴情報に基づいてすれ違い可能情報またはすれ違い不可能情報を付加するとき、カメラ画像に含まれる対向車両102の情報(例えば対向車両102の車幅や相対車速の情報)も、すれ違い情報として付加する。すれ違い情報が付加された地図情報は、記憶部12に記憶される。
図6は、本発明の実施形態に係る運転支援装置60の概略構成を示すブロック図であり、道路認識装置50で認識された道路構造に基づいて運転支援を行う場合の構成を示す。運転支援装置60は、図1の車両制御システム100に含まれる。図6に示すように、運転支援装置60は、コントローラ10と、アクチュエータACと、報知部23とを有する。なお、図示は省略するが、コントローラ10には、外部センサ群1や内部センサ群2等からの信号が入力される(図1参照)。
報知部23は、図1の入出力装置3の一部であり、ドライバに表示によって情報を報知するディスプレイや、音声によって情報を報知するスピーカなどにより構成される。図6のコントローラ10は、機能的構成として、運転支援部61と、走行状況認識部62と、記憶部12とを有する。
運転支援部61は、記憶部12に記憶されたすれ違い情報に基づいて、自車両101の運転支援を行う。具体的には、自車両101が自動運転モードで走行しているとき、現在の地点から目的地に到るまで走行経路が設定されるが、運転支援部61(行動計画生成部15)は、すれ違い情報に基づいて走行経路を設定する。つまり、走行経路にすれ違い不可能情報が付加された道路が含まれないように、運転支援部61は走行経路を設定するとともに、その走行経路に従って自車両101が走行するように運転支援部61(走行制御部16)はアクチュエータACを制御する。また、すれ違い可能情報が付加された特定道路200を自車両101が走行するとき、記憶部12に記憶された仮想の中央線LN1(図5A)によって規定された車線に沿って自車両101が走行するように、運転支援部61はアクチュエータACを制御する。
一方、自車両101が手動運転モードで走行しているときには、ディスプレイの地図画面上に、すれ違い不可能情報が重ねて表示されるように、運転支援部61は報知部23(ディスプレイ)を制御する。あるいは、すれ違い不可能情報が付加された道路に自車両101が進入しようとすると、すれ違い不可能であることをドライバに音声で報知するように、運転支援部61は報知部23(スピーカ)を制御する。また、すれ違い可能情報が付加された特定道路200を自車両101が走行するとき、記憶部12に記憶された仮想の中央線LN1(図5A)によって規定された車線に沿って自車両101が走行する車線維持制御を行うように、ドライバの運転操作を支援する。
なお、すれ違い不可能情報が付加された道路を、自動運転モードあるいは手動運転モードで自車両101が走行する場合がある。この場合には、記憶部12に記憶された仮想の中央線LN2(図5B)によって規定された車線に沿って自車両101が走行するように、運転支援部61はアクチュエータACを制御する。
走行状況認識部62は、記憶部12に記憶された走行履歴情報に基づいてすれ違い走行時の自車両101の走行状況を認識する。すなわち、特定道路200の走行時に、カメラ画像等に基づいて対向車両102が認識されると、対向車両102の車格(大きさ)を認識するとともに、記憶部12に記憶された走行履歴情報の中から、当該車格に対応した対向車両102とすれ違い走行したときの走行履歴情報を読み込む。これにより、すれ違い走行時の自車両101の走行態様(走行状況)を認識する。
例えば対向車両102が、車幅の小さい小型車両であるとき、小型車両とすれ違ったときの過去の走行履歴情報に基づいて、対向車両102との距離Dがどの程度で、自車両101が減速、幅寄せ、加速等を行ったかを認識する。対向車両102が車幅の大きい大型車両であるときには、すれ違い時に自車両101が一旦停止することがある。この場合、大型車両とすれ違ったときの過去の走行履歴情報に基づいて、対向車両102との距離Dがどの程度で、自車両101が減速、幅寄せ、停止、発進等を行ったかを認識する。
運転支援部61(行動計画生成部15)は、自動運転モードでの走行時に、走行状況認識部62により、現在の状況と類似する過去の走行状況が認識されると、その走行状況に基づいて、行動計画を生成する。すなわち、カメラ画像に基づいて対向車両102の車格(小型車両か大型車両か)を判定し、この車格に対応する過去の走行状況を認識するとともに、当該走行状況に応じて減速、幅寄せ等の行動計画を生成する。手動運転モードで走行時には、運転支援部61は、走行状況認識部62により認識された過去の走行状況に基づいて、対向車両102の車格に応じて自車両101が減速や幅寄せ等を行うようにドライバに運転支援情報を報知する。
図7は、予め定められたプログラムに従い図4のコントローラ10で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば自車両101が手動運転モードで走行しながら環境地図を生成しているときに開始され、所定周期で繰り返される。
まず、ステップS1で、カメラ21とセンサ22とからの信号を読み込む。次いで、ステップS2で、カメラ画像に基づいて、自車両101が走行中の道路が中央線のない特定道路200であるか否かを判定する。ステップS2で肯定されると、ステップS3に進み、否定されると処理を終了する。ステップS3では、カメラ画像に基づいて特定道路200の幅Wを算出する。
次いで、ステップS4で、算出された幅Wが所定値W1以上であるか否かを判定する。ステップS4で肯定されると、ステップS5に進み、生成された環境地図の地図情報に、すれ違い可能情報を付加する。一方、ステップS4で否定されると、ステップS6に進み、当該地点の走行履歴情報、すなわち対向車両102とすれ違いの有無を含む走行履歴情報が予め記憶部12に記憶されていたか否かを判定するとともに、記憶された走行履歴情報に基づいてすれ違いが可能か否かを判定する。例えば図3の特性f1のような走行履歴情報が記憶されているとき、すれ違いが可能と判定する。ステップS6で肯定されると、つまり対向車両102とのすれ違いがあったことを示す走行履歴情報が記憶されているとき、ステップS5に進む。
一方、ステップS6で否定されると、ステップS7に進む。ステップS7では、生成された環境地図の地図情報に、すれ違い不可能情報を付加する。次いで、ステップS8で、ステップS5ですれ違い可能情報が付加された地図情報またはステップS7ですれ違い不可能情報が付加された地図情報を、記憶部12に記憶し、処理を終了する。
本実施形態の動作をまとめると以下のようになる。自車両101が手動運転モードで走行しながら環境地図を生成しているとき、走行中の道路が中央線のない特定道路200であれば、対向車両102とのすれ違いが可能か否かを示す情報であるすれ違い情報が、環境地図の地図情報に付加される。この場合、まず、カメラ画像に基づいて特定道路200の幅Wが算出され、幅Wが所定値W1以上であるか否かが判定される(ステップS4)。
図5Aに示すように、幅Wが所定値W1以上であれば、自車両101はそれほど減速せずにスムーズに対向車両102とすれ違うことができる(図3の特性f1)。このとき、自車線と対向車線とを区画する仮想の中央線LN1が設定されるとともに、当該道路の環境地図にすれ違い可能情報が付加されて、記憶部12に記憶される(ステップS5、ステップS8)。これにより、記憶部12に記憶された環境地図に基づいて自動運転モードで走行するとき、中央線LN1の位置情報を考慮して目標軌道が生成される。このため、特定道路200における自動運転モードでの走行が容易である。
図5Bに示すように、幅Wが所定値W1未満であれば、記憶部12に記憶された走行履歴情報が参照される。このとき、走行履歴情報に、当該道路で過去に対向車両102とのすれ違いがあったことを示す、すれ違い情報が含まれると、当該道路の環境地図にすれ違い可能情報が付加され、記憶部12に記憶される(ステップS7、ステップS8)。これにより、すれ違い可能情報が付加された特定道路200が増加するため、自動運転モードで目的地まで走行する際に、目標経路の選択肢が増えて、良好な経路設定が可能である。
特定道路200の幅Wが所定値W1未満であるときには、すれ違い可能情報が付加されたか否かに拘わらず、道路200の左側の区画線L1から所定長さだけ右側にシフトした位置に仮想の中央線LN2が設定される(図5B)。これにより、幅Wが所定値W1未満の狭隘道路であっても、良好な目標経路を設定することができる。
なお、道路200の幅員(幅W)は道路の長手方向に沿って一定であるとは限らず、部分的に大きい箇所が存在することがある。図8は、そのような特定道路200の一例を示す図である。図8では、自車両101と対向車両102とが出会う地点A4よりも自車両側の地点A5に退避スペース200aが設けられる。地点A4では幅Wbが所定値W1未満(例えば最低幅Wa未満)であるが、地点A5では幅Wcが所定値W1以上である。このような道路では、自車両101と対向車両102とは地点A4ですれ違うことができないが、地点A5ですれ違うことができる。
そこで、自車両101が環境地図を生成しながら手動運転モードで走行しているとき、図8の地図情報が得られると、情報付加部28が、環境地図の情報にすれ違いの可否を示す情報だけでなく、すれ違いが可能な位置(地点A5)の情報を付加するようにしてもよい。これにより、自車両101の前方に対向車両102の存在が認識された場合に、自車両101が待機する位置がわかるため、狭隘道路における自車両101と対向車両102とのスムーズなすれ違いが可能である。
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)道路認識装置50は、自車両101の周囲の外界状況を検出するカメラ21と、カメラ21により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両101の周辺の環境地図を生成する地図生成部25と、カメラ21により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の道路が、自車線と対向車線とを区画する中央線のない特定道路200であるか否かを判定するとともに、特定道路200と判定されたとき、対向車両102とのすれ違いの可否を判定するすれ違い判定部27と、地図生成部25により生成された地図情報に、すれ違い判定部27による判定結果に応じたすれ違い情報を付加する情報付加部28と、を備える(図4)。
(1)道路認識装置50は、自車両101の周囲の外界状況を検出するカメラ21と、カメラ21により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両101の周辺の環境地図を生成する地図生成部25と、カメラ21により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の道路が、自車線と対向車線とを区画する中央線のない特定道路200であるか否かを判定するとともに、特定道路200と判定されたとき、対向車両102とのすれ違いの可否を判定するすれ違い判定部27と、地図生成部25により生成された地図情報に、すれ違い判定部27による判定結果に応じたすれ違い情報を付加する情報付加部28と、を備える(図4)。
このように地図情報にすれ違い情報を付加することで、自車両101が中央線のない狭隘道路を走行する場合に、対向車両102とのすれ違いの可否を判断することができる。その結果、例えば自動運転モードにおいて最適な目標経路を設定することができる。また、交通の安全性や利便性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与する運転支援技術を提供することができる。
(2)道路認識装置50は、特定道路200における自車両101の走行履歴情報を取得する走行情報取得部26をさらに備える(図4)。すれ違い判定部27は、カメラ21により検出された外界状況の情報と走行情報取得部26により取得された走行情報とに基づいて、自車両101と対向車両102とのすれ違いの可否を判定する(図4)。これにより、実際の走行履歴情報に基づいてすれ違いの可否を判定するため、すれ違いの可否の判定精度が高まる。
(3)すれ違い判定部27は、カメラ21により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の特定道路200の幅員Wを算出するとともに、算出された幅員Wに応じて対向車両102とのすれ違いの可否を判定する(図7)。情報付加部28は、すれ違い判定部27により算出された幅員Wに基づいて特定道路200に仮想の中央線LN1,LN2を設定し、設定した仮想の中央線LN1,LN2の位置情報を付加する(図5A,図5B)。これにより、中央線LN1.LN2の位置情報が付加された地図情報を用いて、自動運転モードで走行するときの走行経路を、容易かつ最適に設定することができる。
(4)運転支援装置60は、上述した道路認識装置50と、道路認識装置50の情報付加部28で付加されたすれ違い情報に基づいて運転支援を行う運転支援部61と、を備える(図6)。これにより、環境地図の地図情報に付加されたすれ違い情報を用いて、自動運転モードおよび手動運転モードのいずれにおいても、自車両101にとって良好な運転支援を行うことができる。
(5)運転支援装置60は、自車両101の走行履歴情報を取得するとともに、取得された走行履歴情報に基づいてすれ違い走行時の自車両101の走行状況を認識する走行状況認識部62をさらに備える(図6)。運転支援部61は、情報付加部28で付加されたすれ違い情報と、走行状況認識部62により認識された走行状況とに基づいて、運転支援を行う。これにより、自車両101が小型車両とすれ違うときと自車両101が大型車両とすれ違うときとでは走行状況(走行態様)が異なるが、これら走行状況を反映した良好な行動計画を生成することができる。
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。上記実施形態では、カメラ21等の外部センサ群1により自車両101の周囲の外界状況を検出するようにしたが、ライダ等を用いて外界状況を検出するようにしてもよく、外界検出部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、地図生成部25が手動運転モードで走行しながら環境地図を生成するようにしたが、自動運転モードで走行しながら環境地図を生成するようにしてもよい。上記実施形態では、カメラ画像に基づいて環境地図を生成するようにしたが、カメラ21に代えて、レーダやライダにより取得されたデータを用いて自車両101の周囲の物体の特徴点を抽出し、環境地図を生成するようにしてもよく、地図生成部の構成は上述したものに限らない。
上記実施形態では、すれ違い判定部27が、カメラ画像に基づいて走行中の特定道路200の幅員Wを算出するとともに、算出された幅員Wに応じて対向車両102とのすれ違いの可否を判定するようにしたが、外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の道路が、自車線と対向車線とを区画する中央線のない特定道路であるか否かを判定するとともに、特定道路と判定されたとき、対向車両とのすれ違いの可否を判定するのであれば、判定部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、情報付加部28が、地図生成部25により生成された地図情報に、すれ違い判定部27による判定結果に応じたすれ違い情報を付加するようにしたが、すれ違い情報は上述したものに限らない。
上記実施形態では、センサ22からの信号に基づいて、走行情報取得部26が、特定道路200における自車両101の車速Vと自車両101から対向車両102までの距離Dの情報とを含む走行履歴情報を取得するようにしたが、走行履歴情報は上述したものに限らない。上記実施形態では、情報付加部28で付加されたすれ違い情報に基づいて、運転支援部61がアクチュエータACや報知部23を制御して運転支援を行うようにしたが、運転支援部による運転支援の内容は上述したものに限らない。上記実施形態では、走行状況認識部62が、自車両101の走行履歴情報を取得するとともに、取得された走行履歴情報に基づいて自車両101の走行状況を認識するようにしたが、走行状況認識部の構成は上述したものに限らない。
上記実施形態では、自動運転機能を有する自車両101が、道路認識装置50および運転支援装置60として機能する例を説明したが、自動運転機能を有しない自車両101が道路認識装置50として機能するようにしてもよい。この場合、道路認識装置50で得られた情報を他車両との間で共有し、道路認識装置50からの情報を用いて他車両の運転が支援されるようにしてもよい。すなわち、自車両101は、道路認識装置50としての機能のみを有するようにしてもよい。
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。
10 コントローラ、12 記憶部、21 カメラ、22 センサ、23 報知部、25 地図生成部、26 走行情報取得部、27 すれ違い判定部、28 情報付加部、50 道路認識装置、60 運転支援装置、61 運転支援部、62 走行状況認識部、101 自車両、102 対向車両
Claims (5)
- 自車両の周囲の外界状況を検出する外界検出部と、
前記外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、自車両の周辺の地図を生成する地図生成部と、
前記外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の道路が、自車線と対向車線とを区画する中央線のない特定道路であるか否かを判定するとともに、前記特定道路と判定されたとき、対向車両とのすれ違いの可否を判定する判定部と、
前記地図生成部により生成された地図情報に、前記判定部による判定結果に応じたすれ違い情報を付加する情報付加部と、を備えることを特徴とする道路認識装置。 - 請求項1に記載の道路認識装置において、
前記特定道路における自車両の走行履歴情報を取得する走行情報取得部をさらに備え、
前記判定部は、前記外界検出部により検出された外界状況の情報と前記走行情報取得部により取得された走行情報とに基づいて、対向車両とのすれ違いの可否を判定することを特徴とする道路認識装置。 - 請求項1または2に記載の道路認識装置において、
前記判定部は、前記外界検出部により検出された外界状況の情報に基づいて、走行中の前記特定道路の幅員を算出するとともに、算出された幅員に応じて対向車両とのすれ違いの可否を判定し、
前記情報付加部は、前記判定部により算出された幅員に基づいて前記特定道路に仮想の中央線を設定し、設定した前記仮想の中央線の位置情報を付加することを特徴とする道路認識装置。 - 請求項1に記載の道路認識装置と、
前記道路認識装置における前記情報付加部で付加されたすれ違い情報に基づいて運転支援を行う運転支援部と、を備えることを特徴とする運転支援装置。 - 請求項4に記載の運転支援装置において、
自車両の走行履歴情報を取得するとともに、取得された走行履歴情報に基づいてすれ違い走行時の自車両の走行状況を認識する走行状況認識部をさらに備え、
前記運転支援部は、前記道路認識装置における前記情報付加部で付加されたすれ違い情報と、前記走行状況認識部により認識された走行状況と、に基づいて、運転支援を行うことを特徴とする運転支援装置。
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- 2022-03-22 JP JP2022045428A patent/JP2023139740A/ja active Pending
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