JP2024031048A - 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御用コンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の後方において検知可能な距離を適切に確保できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、自車両１０の周囲の状況を検知するセンサ（３－１、３－２）により得られたセンサ信号に基づいて、自車両１０の後方を走行する他の車両を検出する検出部３１と、検出された他の車両が自車両１０の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、遮蔽条件が満たされる場合、自車両１０の後方の視界を確保するように自車両１０を制御する車両制御部３４とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両を自動運転制御する車両制御装置、車両制御方法及び車両制御用コンピュータプログラムに関する。

車両の周囲を走行する他の車両の挙動に基づいて、車両を自動運転制御する技術が研究されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載された車両制御装置は、自車両の周辺情報に基づいて自車両の後方または側方から接近する他車両を検出し、検出した他車両に基づいて自車両の回避動作を制御する。そしてこの車両制御装置は、同一の他車両が所定時間内に所定回数以上検出された場合、または、同一の他車両が所定時間以上検出された場合、新たな回避動作を抑制する。

特開２０１９－４６１７０号公報

車両が自動運転制御されている間であっても、その車両は、車両の走行に関して規定する法規を順守することが求められる。特に、自動運転制御される車両の周辺を緊急車両が走行する場合、その緊急車両の走行を妨げないように車両を制御することが求められる。しかし、自動運転制御される車両の周囲を大型車両が走行することがある。また、自動運転制御される車両との車間距離を詰めて走行する他の車両が存在することがある。このような場合、自動運転制御される車両の周囲、特に、その車両の後方の視界が遮られ、その車両の周囲を十分に監視できなくなることがある。

そこで、本発明は、車両の後方において検知可能な距離を適切に確保できる車両制御装置を提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、自車両の後方を走行する他の車両を検出する検出部と、検出された他の車両が自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、遮蔽条件が満たされる場合、自車両の後方の視界を確保するように自車両を制御する車両制御部とを有する。

この車両制御装置は、現時刻から所定時間先までの所定期間内に自車両の周囲が渋滞するか否か判定する渋滞予兆判定部をさらに有することが好ましい。また、検出部は、他の車両として、自車両よりも後方を走行する大型車両を検出するとともに、その大型車両が走行する車線を検出する。そして車両制御部は、所定期間内に自車両の周囲が渋滞すると判定された場合、自車両を、大型車両が走行していない車線へ移動させるように自車両を制御することが好ましい。

この場合において、車両制御部は、記憶部に記憶された地図情報、自車両の目的地へ向かう走行予定ルート及び自車両の現在位置に基づいて、自車両が走行中の道路に含まれる車線のうち、目的地へ到達可能な車線を特定し、特定した車線において大型車両が走行していない場合、自車両をその特定した車線へ移動させ、一方、特定した車線を大型車両が走行している場合、自車両を、目的地へ到達するために車線変更が必要な車線のうち大型車両が走行していない車線へ移動させるように自車両を制御することが好ましい。

また、この車両制御装置において、車両制御部は、自車両が走行中の道路に含まれる複数の車線のそれぞれにおいて、複数の他の車両が検知され、かつ、複数の他の車両の何れかが大型車両である場合、複数の車線のうち、自車両が車線変更したときに大型車両と自車両との間に入る他の車両の数が最も多いと予測される車線へ自車両を移動させるように自車両を制御することが好ましい。

あるいは、この車両制御装置は、検出された他の車両のうち、自車両が走行する自車線において自車両の後方を走行する後方車両と自車両間の距離を推定する距離推定部をさらに有することが好ましい。そしてこの車両制御装置において、検出部は、自車線を区画する車線区画線をさらに検出し、車両制御部は、推定された距離が所定の距離閾値以下である場合、自車線の横断方向における自車両の位置から車線区画線までの横距離が、推定された距離が所定の距離閾値よりも長い場合における横距離よりも小さくなるように自車両の位置を制御することが好ましい。

この場合において、車両制御部は、地図情報及び自車両の現在位置を参照して、自車両が走行中の道路に路肩が有るか否か、及び、その道路における自車両の進行方向の車線数が２車線であるか否か判定し、その道路に路肩が無く、かつ、その道路における自車両の進行方向の車線数が２車線である場合、中央側の車線区画線までの横距離が道路端側の車線区画線までの横距離よりも短くなるように自車両の位置を制御することが好ましい。

あるいは、車両制御部は、自車両が走行中の車線が合流車線と隣接する車線である場合、合流車線側の車線区画線までの横距離が、合流車線と反対側の車線区画線までの横距離よりも小さくなるように、自車両の位置を制御することが好ましい。

他の実施形態によれば、車両制御方法が提供される。この車両制御方法は、自車両に搭載された自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、自車両の後方を走行する他の車両を検出し、検出された他の車両が自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、遮蔽条件が満たされる場合、自車両の後方の視界を確保するように自車両を制御する、ことを含む。

さらに他の実施形態によれば、車両制御用コンピュータプログラムが提供される。この車両制御用コンピュータプログラムは、自車両に搭載された自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、自車両の後方を走行する他の車両を検出し、検出された他の車両が自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、遮蔽条件が満たされる場合、自車両の後方の視界を確保するように自車両を制御する、ことを自車両に搭載されたプロセッサに実行させるための命令を含む。

本発明に係る車両制御装置は、車両の後方において検知可能な距離を適切に確保することができるという効果を奏する。

車両制御装置が実装される車両制御システムの概略構成図である。 車両制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。 車両制御処理に関する、電子制御装置のプロセッサの機能ブロック図である。 自車両の後方を走行する大型車両が検出されたときの自車両の制御の一例を示す図である。 自車両の後方を走行する他の車両と自車両間の距離が短いときの自車両の制御の一例を示す図である。 車両制御処理の動作フローチャートである。

以下、図を参照しつつ、車両制御装置、及び、車両制御装置において実施される車両制御方法ならびに車両制御用コンピュータプログラムについて説明する。この車両制御装置は、自車両に搭載された自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、自車両の後方を走行する他の車両を検出する。そしてこの車両制御装置は、検出された他の車両が自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、遮蔽条件が満たされる場合、自車両の後方の視界を確保するように自車両を制御する。

本実施形態では、車両制御装置は、自車両に対して、Society of Automotive Engineers (SAE)による定義における、レベル２の自動運転制御を適用することが可能となっている。すなわち、車両制御装置は、ドライバによる自車両の周辺の監視が行われることを条件として、自車両を自動運転制御することが可能となっている。さらに、車両制御装置は、自車両の周囲が渋滞している場合など、特定の条件下において、自車両に対してレベル３の自動運転制御を適用することが可能となっていてもよい。すなわち、車両制御装置は、自車両の周囲が渋滞している場合、ドライバが周辺監視を行っていなくても、自車両を自動運転制御することが可能となっていてもよい。

図１は、車両制御装置が実装される車両制御システムの概略構成図である。また図２は、車両制御装置の一つの実施形態である電子制御装置のハードウェア構成図である。本実施形態では、車両１０に搭載され、かつ、車両１０を制御する車両制御システム１は、GPS受信機２と、二つのカメラ３－１、３－２と、無線通信端末４と、ストレージ装置５と、車両制御装置の一例である電子制御装置（ＥＣＵ）６とを有する。GPS受信機２、カメラ３－１、３－２、無線通信端末４及びストレージ装置５とＥＣＵ６とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。なお、車両１０は、自車両の一例である。また、車両制御システム１は、LiDARあるいはレーダといった、車両１０から車両１０の周囲に存在する物体までの距離を測定する距離センサ（図示せず）をさらに有していてもよい。このような距離センサは、車両１０の周囲の他の物体を検知可能なセンサの一例である。さらに、車両制御システム１は、目的地までの走行予定ルートを探索するためのナビゲーション装置（図示せず）を有していてもよい。

GPS受信機２は、所定の周期ごとにGPS衛星からのGPS信号を受信し、受信したGPS信号に基づいて車両１０の自己位置を測位する。そしてGPS受信機２は、所定の周期ごとに、GPS信号に基づく車両１０の自己位置の測位結果を表す測位情報を、車内ネットワークを介してＥＣＵ６へ出力する。なお、車両１０はGPS受信機２以外の衛星測位システムに準拠した受信機を有していてもよい。この場合、その受信機が車両１０の自己位置を測位すればよい。

カメラ３－１、３－２は、車両１０の周囲の他の物体を検知可能なセンサの一例である。カメラ３－１、３－２は、それぞれ、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系を有する。そしてカメラ３－１は、例えば、車両１０の前方を向くように、例えば、車両１０の車室内に取り付けられる。一方、カメラ３－２は、車両１０の後方を向くように、例えば、車両１０の車室内に取り付けられる。そしてカメラ３－１、３－２は、それぞれ、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとに車両１０の前方領域または後方領域を撮影し、その前方領域あるいは後方領域が写った画像を生成する。カメラ３－１、３－２により得られた画像は、センサ信号の一例であり、カラー画像であってもよく、あるいは、グレー画像であってもよい。なお、車両１０には、撮影方向または焦点距離が異なる３台以上のカメラが設けられてもよい。

カメラ３－１、３－２は、それぞれ、画像を生成する度に、その生成した画像を、車内ネットワークを介してＥＣＵ６へ出力する。

無線通信端末４は、所定の移動通信規格に準拠して、無線基地局との間で無線通信する。そして無線通信端末４は、無線基地局を介して、他の装置から、車両１０が走行中の道路またはその周囲における交通状況を表す交通情報（例えば、Vehicle Information and Communication System, VICS（登録商標）による情報）を受信する。無線通信端末４は、受信した交通情報を、車内ネットワークを介してＥＣＵ６へ出力する。なお、交通情報には、例えば、渋滞の発生区間、道路工事、事故、または交通規制の有無、及び、道路工事、事故または交通規制が実施されている場所及び時間帯に関する情報が含まれる。また、無線通信端末４は、車両１０の現在位置の周囲の所定の領域についての、自動運転制御に利用される高精度地図を、無線基地局を介して地図サーバから受信し、受信した高精度地図をストレージ装置５へ出力してもよい。

ストレージ装置５は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、不揮発性の半導体メモリ、または光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置５は、地図情報の一例である高精度地図を記憶する。高精度地図には、例えば、その高精度地図に表される所定の領域に含まれる各道路についての車線区画線または停止線といった道路標示を表す情報、道路標識を表す情報、及び、道路周囲の地物（例えば、防音壁等）を表す情報が含まれる。

さらに、ストレージ装置５は、高精度地図の更新処理、及び、ＥＣＵ６からの高精度地図の読出し要求に関する処理などを実行するためのプロセッサを有していてもよい。この場合、ストレージ装置５は、例えば、車両１０が所定距離だけ移動する度に、無線通信端末４を介して地図サーバへ、高精度地図の取得要求を車両１０の現在位置とともに送信する。そしてストレージ装置５は、地図サーバから無線通信端末４を介して車両１０の現在位置の周囲の所定の領域についての高精度地図を受信する。また、ストレージ装置５は、ＥＣＵ６からの高精度地図の読出し要求を受信すると、記憶している高精度地図から、車両１０の現在位置を含み、上記の所定の領域よりも相対的に狭い範囲を切り出して、車内ネットワークを介してＥＣＵ６へ出力する。

ＥＣＵ６は、車両１０の周囲を走行する他の車両を検出し、検出した他の車両に基づいて、車両１０の走行を制御する。

図２に示されるように、ＥＣＵ６は、通信インターフェース２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とを有する。通信インターフェース２１、メモリ２２及びプロセッサ２３は、それぞれ、別個の回路として構成されてもよく、あるいは、一つの集積回路として一体的に構成されてもよい。

通信インターフェース２１は、ＥＣＵ６を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース２１は、GPS受信機２から測位情報を受信する度に、その測位情報をプロセッサ２３へわたす。また、通信インターフェース２１は、カメラ３－１、３－２から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ２３へわたす。さらにまた、通信インターフェース２１は、ストレージ装置５から読み込んだ高精度地図をプロセッサ２３へわたす。

メモリ２２は、記憶部の他の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２２は、ＥＣＵ６のプロセッサ２３により実行される車両制御処理において使用される各種のデータを記憶する。例えば、メモリ２２は、高精度地図、カメラ３－１、３－２の焦点距離、画角、撮影方向及び取り付け位置などを表すパラメータ、及び、車両１０の周囲を走行する他車両などの検出に利用される、物体検出用の識別器を特定するためのパラメータセットを記憶する。さらに、メモリ２２は、カメラ３－１またはカメラ３－２により生成された車両１０の周囲の画像といったセンサ信号及びGPS受信機２による自己位置の測位結果を一時的に記憶する。さらにまた、メモリ２２は、車両制御処理の途中で生成される各種のデータを一時的に記憶する。

プロセッサ２３は、１個または複数個のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ２３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ２３は、車両１０に対する車両制御処理を実行する。

図３は、車両制御処理に関する、プロセッサ２３の機能ブロック図である。プロセッサ２３は、検出部３１と、渋滞予兆判定部３２と、距離推定部３３と、車両制御部３４とを有する。プロセッサ２３が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ２３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ２３が有するこれらの各部は、プロセッサ２３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。

検出部３１は、ＥＣＵ６がカメラ３－１またはカメラ３－２から画像を取得する度に、その取得した画像に基づいて、車両１０の周囲の他の車両を検出する。

例えば、検出部３１は、ＥＣＵ６がカメラ３－１またはカメラ３－２から画像を取得する度に、識別器にその画像を入力することで、車両１０の周囲を走行する他の車両を検出する。そのような識別器として、検出部３１は、例えば、Single Shot MultiBox Detector(SSD)、または、Faster R-CNNといった、コンボリューショナルニューラルネットワーク型(CNN)のアーキテクチャを持つディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることができる。このような識別器は、画像から、車両１０の周囲に存在する検出対象となる他の物体（例えば、普通乗用車、大型車両、二輪車、歩行者、車線区画線といった道路標示、道路標識など）を検出するように予め学習される。識別器は、入力された画像上で検出した物体を含む物体領域を特定する情報及び検知した物体の種類（普通乗用車、大型車両、二輪車、歩行者、道路標示、道路標識など）を表す情報を出力する。本実施形態では、カメラ３－２は、車両１０の後方領域を撮影するように設けられているので、カメラ３－２から取得した画像（以下、後方画像と呼ぶ）に表された他の車両は、車両１０の後方を走行する後方車両である。したがって、検出部３１は、後方画像を識別器に入力することで検出された他の車両を、後方車両とする。特に、検出部３１は、後方画像を識別器に入力することで、識別器が大型車両に分類した車両を、車両１０の後方を走行する大型車両として検出する。

また、検出部３１は、車線区画線及び車両１０が走行中の車線（以下、自車線と呼ぶ）を検出する。本実施形態では、カメラ３－１またはカメラ３－２から取得した画像を識別器に入力することで、他の車両だけでなく、車線区画線も検出される。そしてカメラ３－２が車両１０の後方を向けて取り付けられているので、検出部３１は、後方画像の水平方向の中心の両側に位置し、かつ、その中心に最も近い二つの車線区画線で挟まれた領域に相当する車線を自車線とすることができる。さらに、検出部３１は、その二つの車線区画線を、自車線を区画する車線区画線とすることができる。

さらに、検出部３１は、検出された後方車両のそれぞれについて、その後方車両が走行する車線を特定する。例えば、検出部３１は、検出された後方車両のそれぞれの後方画像上での位置と、後方画像から検出された個々の車線区画線との位置を比較することで、その後方車両が走行している車線を特定する。具体的に、検出部３１は、後方画像において、後方車両が表された物体領域の下端の両側に位置する二つの車線区画線で挟まれた領域に相当する車線を、その後方車両が走行する車線とする。上記のように、検出部３１は、後方画像の水平方向の中心の両側に位置し、かつ、その中心に最も近い二つの車線区画線で挟まれた領域に相当する車線を自車線とすることができる。そこで検出部３１は、後方画像において、後方車両が走行する車線に相当する領域と自車線に相当する領域との間に位置する車線区画線の数をカウントすることで、自車線を基準とした、その後方車両が走行する車線の位置を特定することができる。

また、車両１０の測距センサが搭載されている場合、検出部３１は、後方画像上の後方車両が表された物体領域の重心に相当する、車両１０からの方位を、車両１０からその後方車両への方位として推定することができる。また、検出部３１は、その方位における、測距センサにより測定された距離を、車両１０からその後方車両までの距離として推定することができる。そこで検出部３１は、推定した後方車両までの距離及び方位から、車両１０の進行方向と直交する方向における、車両１０からその後方車両までの距離（以下、車両１０の進行方向と直交する方向における距離を横距離と呼ぶ）を求める。そして検出部３１は、その横距離を、個々の車線の幅で除することで、自車線を基準とする、後方車両が走行する車線の位置を特定することができる。なお、検出部３１は、地図情報を参照して、GPS受信機２により測位された自車位置における、個々の車線の幅を特定すればよい。

検出部３１は、検出した後方車両のそれぞれ、及び、検出した後方車両（特に、大型車両）のそれぞれが走行する車線の位置を表す情報を、渋滞予兆判定部３２、距離推定部３３及び車両制御部３４へ通知する。

渋滞予兆判定部３２は、現時刻から所定時間先までの所定期間内に車両１０の周囲が渋滞するか否か判定する。以下では、将来において車両１０の周囲が渋滞すると予測されることを、渋滞の予兆が有ると呼ぶことがある。

例えば、渋滞予兆判定部３２は、検出部３１により検知された、車両１０の周囲を走行する他の車両の挙動に基づいて、渋滞の予兆が有るか否かを判定する。

そのために、渋滞予兆判定部３２は、カメラ３－１またはカメラ３－２から取得した時系列の一連の画像のそれぞれから検出された他の車両に対して、オプティカルフローを用いた追跡処理といった所定の追跡処理を実行することで、他の車両を追跡する。そして渋滞予兆判定部３２は、各画像に対して、焦点距離、撮影方向及び設置高さといったカメラ３－１またはカメラ３－２のパラメータを用いて視点変換処理を実行して各画像を鳥瞰画像に変更する。これにより、渋滞予兆判定部３２は、各画像取得時における、車両１０に対する追跡中の他の車両の相対的な位置を算出する。その際、渋滞予兆判定部３２は、検出部３１において説明したように、測距センサによる他の車両までの距離の測定値を、他の車両の相対的な位置の算出に利用してもよい。また、他の車両が表された物体領域の下端は、路面と他の車両とが接している位置を表していると推定される。そこで、渋滞予兆判定部３２は、各画像において、他の車両が表された物体領域の下端に相当するカメラ３－１またはカメラ３－２からの方位及び設置高さに基づいて、各画像取得時の車両１０から他の車両までの距離を推定してもよい。そして渋滞予兆判定部３２は、推定された距離を、車両１０に対する追跡中の他の車両の相対的な位置の算出に利用してもよい。

渋滞予兆判定部３２は、追跡中の他の車両のうち、車両１０の前方を走行する先行車両を選択する。先行車両が複数存在する場合、渋滞予兆判定部３２は、複数の先行車両のうち、車両１０に最も近い先行車両を選択してもよい。そして渋滞予兆判定部３２は、選択した先行車両を追跡している期間における、車両１０から選択した先行車両までの相対的な位置の時間変化に対して、Kalman Filterといった予測フィルタを適用する。さらに、渋滞予兆判定部３２は、直近の一定期間における車両１０の速度の測定値の時間変化に対して予測フィルタを適用することで、将来の所定期間における、車両１０の速度の変化を予測する。なお、渋滞予兆判定部３２は、例えば、通信インターフェース２１を介して、車両１０に搭載された車速センサ（図示せず）から車両１０の速度の測定値を取得することで、予測フィルタの適用対象となる、直近の一定期間における車速の時間変化を求めればよい。これにより、渋滞予兆判定部３２は、現時刻から所定時間先までの将来の所定期間における、車両１０とその先行車両との相対速度の変化及び車間距離の変化を予測する。

渋滞予兆判定部３２は、現時刻から所定時間先までの所定期間内において、車両１０と先行車両との相対速度の絶対値が所定の相対速度閾値以下、かつ、車両１０と先行車両との車間距離が所定の距離範囲となると予測される第１の期間が存在するか否か判定する。そしてそのような第１の期間が存在する場合、渋滞予兆判定部３２は、渋滞の予兆が有ると判定し、その第１の期間の開始時点を、車両１０が渋滞に捕まるタイミングと予測する。なお、相対速度閾値は、例えば、1m/sに設定される。また、所定の距離範囲は、例えば、3m以上25m以下に設定される。また、第１の期間は、例えば、3～5秒間に設定される。

あるいは、渋滞予兆判定部３２は、追跡中の他の車両の全てについて、現時刻から所定時間先までの所定期間における、車両１０と他の車両との相対速度の変化及び車間距離の変化を予測してもよい。そして渋滞予兆判定部３２は、追跡中の他の車両の全てについて、その所定期間内において、車両１０に対する相対速度が所定の相対速度閾値（例えば、3m/s）以下となると予測される第１の期間がある場合に、渋滞の予兆が有ると判定してもよい。この場合も、渋滞予兆判定部３２は、第１の期間の開始時点を、車両１０が渋滞に捕まるタイミングと予測する。

あるいはまた、渋滞予兆判定部３２は、将来の所定期間における、車両１０の速度の時間変化の予測に基づいて、渋滞の予兆が有るか否かを判定してもよい。例えば、渋滞予兆判定部３２は、将来の所定期間内において、車両１０の速度が第１の速度閾値（例えば、20km/h）以下となる状態が第２の期間（例えば、5秒間）以上継続することが予測される場合、渋滞の予兆が有ると判定する。あるいはまた、渋滞予兆判定部３２は、所定期間内に、第２の期間にわたって車両１０の速度の変化が所定の速度変化幅（例えば、1m/s）以内となることが予測される場合に、渋滞の予兆が有ると判定してもよい。この場合も、渋滞予兆判定部３２は、第２の期間の開始時点を、車両１０が渋滞に捕まるタイミングと予測する。

あるいはまた、渋滞予兆判定部３２は、無線通信端末４を介して受信した交通情報において、車両１０の進行方向、かつ、車両１０が走行中の道路において、所定距離内に渋滞が生じていることが示された場合に、渋滞の予兆が有ると判定してもよい。なお、この場合、渋滞予兆判定部３２は、車両１０の現在位置と高精度地図とを参照して、車両１０が走行中の道路を特定すればよい。また、渋滞予兆判定部３２は、直近の一定期間における車両１０の平均車速にて車両１０が走行を継続したときに、交通情報で示される渋滞区間に達する予測時刻を、車両１０が渋滞に捕まるタイミングと予測する。

あるいはまた、渋滞予兆判定部３２は、上記の渋滞判定手法の何れか二つ以上に関して渋滞の予兆が有ると判定された場合に限り、渋滞の予兆が有ると判定してもよい。この場合、渋滞予兆判定部３２は、その二つ以上のそれぞれの渋滞の予兆について車両１０が渋滞に捕まると予測されるタイミングのうちの最も早いタイミングを、車両１０が渋滞に捕まるタイミングとすればよい。

渋滞予兆判定部３２は、渋滞の予兆が有るか否かの判定結果を車両制御部３４へ通知する。

距離推定部３３は、検出部３１により検出された、車両１０の後方を走行する後方車両のそれぞれと車両１０間の距離を推定する。距離推定部３３は、検出部３１または渋滞予兆判定部３２において説明したのと同様の手法により、各後方車両と車両１０間の距離を推定できる。すなわち、距離推定部３３は、画像上の後方車両を含む物体領域の下端の位置に対応するカメラ３－１またはカメラ３－２からの方位とそれらカメラの設置高さとに基づいて、車両１０と後方車両間の距離を推定すればよい。あるいは、距離推定部３３は、測距センサによる、車両１０から後方車両への方位についての距離の測定値に基づいて、車両１０と後方車両間の距離を推定すればよい。

距離推定部３３は、各後方車両についての距離の推定値を車両制御部３４へ通知する。

車両制御部３４は、各後方車両についての距離の推定値または渋滞の予兆の有無に基づいて、検出された後方車両が車両１０の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定する。そして遮蔽条件が満たされる場合、車両制御部３４は、車両１０の後方の視界を確保するように車両１０を制御する。

例えば、車両制御部３４は、渋滞予兆判定部３２により、現時刻から所定時間先までの所定期間内に渋滞の予兆が有ると判定され、かつ、後方車両の少なくとも一つが大型車両である場合、遮蔽条件が満たされると判定する。この場合、車両制御部３４は、後方車両である大型車両が走行中の車線と異なる車線へ車両１０を移動させるよう、車両１０を制御する。特に、車両制御部３４は、車両１０の周囲において渋滞が生じると予測されるタイミングよりも前に車線変更が完了するように、車両１０を制御することが好ましい。なお、車両１０の後方を走行する大型車両が位置する車線が自車線と異なる場合には、車両制御部３４は、車両１０が自車線の走行を継続するように車両１０を制御すればよい。車両１０が渋滞につかまる前に、大型車両が走行していない車線へ車両１０を移動させることで、車両制御部３４は、車両１０の後方において検知可能な距離が短くなることを防いで、緊急車両または二輪車の接近の検知を容易化することができる。その結果として、渋滞中において自動運転制御を適用できる機会を増やすことができる。

車両制御部３４は、変更先の車線を特定するために、高精度地図、ナビゲーション装置から受信した、車両１０の目的地までの走行予定ルート及びGPS受信機２により測位された車両の現在位置を参照する。そして車両制御部３４は、車両１０が走行中の道路の車線のうち、目的地へ到達可能な車線を特定する。例えば、目的地へ向かうために次の交差点にて車両１０が右折する必要がある場合、次の交差点において右折可能な車線が目的地へ到達可能な車線となる。あるいは、車両１０の現在位置から所定距離先の地点において左側の車線から分岐する分岐路が存在し、目的地へ向かうために車両１０がその分岐路へ進入する必要がある場合、左側の車線が目的地へ到達可能な車線となる。特定した車線において車両１０の後方に大型車両が走行していない場合、車両制御部３４は、車両１０をその特定した車線へ移動させる。一方、特定した車線において車両１０の後方を大型車両が走行している場合に限り、車両制御部３４は、車両１０を、目的地へ到達するために車線変更が必要な車線のうち、車両１０の後方に大型車両が走行していない車線へ移動させる。

また、車両１０が走行中の道路に３車線以上が含まれ、かつ、それらの車線のうち、２車線以上において車両１０の後方に大型車両が検出されていないことがある。このような場合には、車両制御部３４は、大型車両が検出されていない車線のうち、追い越し側の車線へ車両１０を車線変更することが好ましい。特に、車両１０が走行中の道路に登坂車線が設けられている場合、登坂車線へ大型車両が進入してくる可能性が高い。そのため、車両制御部３４は、登坂車線において車両１０の後方に大型車両が検出されていなくても、登坂車線以外の車線へ車両１０を車線変更することが好ましい。このように変更先の車線を選択することで、車両制御部３４は、車両１０の周囲が渋滞したときに、大型車両が車両１０の後方につく可能性を低下させて、車両１０の後方の視界を確保できる可能性を向上できる。

さらに、車両１０が走行中の道路の複数の車線のそれぞれにおいて複数の後方車両が検知され、そのうちの何れかが大型車両である場合、車両制御部３４は、仮に車線変更を実施したとして、その場合の車両１０及び各後方車両の軌跡を予測してもよい。そして車両制御部３４は、その予測結果から、車両１０と大型車両との間に入る車両数を予測してもよい。車両１０と大型車両との間に入る車両数が多い車線ほど、後方検知可能な距離が延びる。そこで車両制御部３４は、複数の車線のうち、車両１０と大型車両との間に入る車両数が最も多い車線を、変更先の車線とすることが好ましい。

この場合、車両制御部３４は、渋滞予兆判定部３２による、車両１０の周囲を走行する他の車両のそれぞれの追跡結果に対してKalman Filterといった予測フィルタを適用することで、現時刻から所定時間先までの期間における他の車両のそれぞれの軌跡を予測する。そして車両制御部３４は、車線変更先の候補となる車線のそれぞれについて、自車線からその候補となる車線へ車両１０が移動し、かつ、他の車両の予測軌跡に対して所定の間隔以上離れるように、仮の走行予定経路を設定すればよい。そして車両制御部３４は、他の車両について予測した軌跡に基づいて、仮の走行予定経路に沿って車両１０を移動させたと仮定したときに、車両１０と大型車両との間に入る車両数を予測すればよい。

また、車両制御部３４は、自車線を走行する後方車両について、車両１０からその後方車両までの距離が所定の距離閾値以下である場合、遮蔽条件が満たされると判定する。この場合、車両制御部３４は、自車線を区画する左右何れかの車線区画線に車両１０を近付けるように車両１０を制御する。具体的に、車両制御部３４は、自車線の横断方向における車両１０の位置と自車線を区画する車線区画線までの横距離が、推定された後方車両までの距離が所定の距離閾値よりも長い場合における横距離よりも小さくなるように、車両１０を制御することが好ましい。このように、後方車両が存在する場合に車両１０を車線区画線に近づけて走行させることで、車両制御部３４は、車両１０の後方について検知可能な距離が短くなることを防いで、緊急車両または二輪車の接近の検知を容易化することができる。

この場合、車両制御部３４は、高精度地図情報及びGPS受信機２により測位された車両１０の現在位置を参照して、車両１０が走行中の道路に路肩が有るか否か、及び、その走行中の道路における車両１０の進行方向の車線数が２車線であるか否か判定してもよい。そして車両制御部３４は、車両１０が走行中の道路に路肩が無く、かつ、その道路における車両１０の進行方向の車線数が２車線である場合、中央側の車線区画線までの横距離が道路端側の車線区画線までの横距離よりも短くなるように車両１０の位置を制御する。これにより、車両制御部３４は、車両１０の後方から車両１０に接近する他の車両を検知し易くすることができる。

車両１０がカーブしている道路を走行中である場合、車両１０をそれほど車線区画線に近付けなくても、車両１０は、後方の視界を確保できる。そこで、車両制御部３４は、車両１０がカーブしている道路を走行中である場合における、車線区画線から車両１０までの横距離を、車両１０が直線の道路を走行中である場合における、その横距離よりも大きくしてもよい。これにより、車両１０がカーブしている道路を走行中の場合において、車両制御部３４は、車両１０の後方の視界を確保しつつ、車両１０と自車線に隣接する車線を走行する他の車両と間隔をある程度確保することができる。

また、車両制御部３４は、自車線において後方を走行する他の車両と車両１０間の距離が近くなるほど、車線区画線までの横距離を小さくしてもよい。あるいは、自車線において後方を走行する他の車両が、自車線の中心よりも左右何れかの車線区画線に近い位置を走行している場合、車両制御部３４は、その他の車両が近い方の車線区画線と反対側の車線区画線に近付くように車両１０を制御してもよい。これにより、車両制御部３４は、車両１０の後方の視界を確保することがより容易となる。

また、現時刻から所定時間先までの間に、他の車両の速度が現時刻における他の車両の速度よりも低下することが予測される場合には、車両１０と後方車両間の車間距離が短くなることが想定される。そこでこのような場合、車両制御部３４は、車両１０から車線区画線までの横距離を、車間距離が短くなる前に予め小さくするよう、車両１０の位置を制御してもよい。なお、車両制御部３４は、上述したような他の車両の予測軌跡に基づいて、他の車両の速度が低下するか否かを判定すればよい。あるいは、車両制御部３４は、車両１０の現在位置及び高精度地図を参照して、車両１０の進行方向において車両１０の現在位置よりも所定距離先までの区間内に法定速度が低下する地点を探索してもよい。そしてそのような地点が存在する場合、車両制御部３４は、他の車両の速度が低下すると判定してもよい。

また、合流車線と隣接する車線を車両１０が走行している場合、合流車線から未検出の他の車両が接近してくることがある。そのため、車両制御部３４は、そのような他の車両の接近を検出し易くするよう、合流車線側の車線区画線までの横距離が、合流車線と反対側の車線区画線までの横距離よりも小さくなるように車両１０の位置を制御してもよい。なお、車両制御部３４は、自車位置と高精度地図とを参照して、自車線が合流車線と隣接する車線であるか否かを判定すればよい。

車両制御部３４は、上記のように、車線変更を実行し、あるいは、自車線内の横位置の変更を実行することを決定すると、その決定した結果に従って車両１０の走行予定経路を生成する。例えば、車両制御部３４は、車両１０の後方を走行する大型車両が検出され、かつ、渋滞の予兆が有る場合、車両１０が渋滞に捕まる予測タイミングよりも前にその大型車両が走行する車線と異なる車線へ車両１０が車線変更するように走行予定経路を設定する。あるいは、車両制御部３４は、車両１０から自車線を走行する後方車両までの距離が所定の距離閾値以下である場合、自車線を区画する左右何れかの車線区画線に車両１０が近付くように走行予定経路を設定する。その際、車両制御部３４は、車両１０の周囲を走行する他の車両の予測軌跡を参照して、他の車両との間隔が所定距離以上となるように走行予定経路を設定することが好ましい。なお、走行予定経路は、例えば、所定の区間を車両１０が走行する際の各時刻における、車両１０の目標位置の集合として表される。

車両制御部３４は、走行予定経路を設定すると、車両１０がその走行予定経路に沿って走行するように車両１０の各部を制御する。例えば、車両制御部３４は、走行予定経路、及び、車速センサ（図示せず）により測定された車両１０の現在の車速に従って、車両１０の目標加速度を求め、その目標加速度となるようにアクセル開度またはブレーキ量を設定する。そして車両制御部３４は、設定されたアクセル開度に従って燃料噴射量を求め、その燃料噴射量に応じた制御信号を車両１０のエンジンの燃料噴射装置へ出力する。あるいは、車両制御部３４は、設定されたアクセル開度に応じた電力を、車両１０を駆動するためのモータへ供給させるように、そのモータへの電力供給装置を制御する。あるいはまた、車両制御部３４は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキへ出力する。さらに、車両制御部３４は、走行予定経路及び車両１０の現在位置に基づいて、走行予定経路に従って車両１０が走行するための車両１０の操舵角を求め、その操舵角に応じた制御信号を、車両１０の操舵輪を制御するアクチュエータ（図示せず）へ出力する。なお、車両制御部３４は、最新の画像から検出された地物を高精度地図に投影したときに、検出された地物と高精度地図上の対応する地物とが最も一致するときの車両１０の位置及び方向を求めることで、その画像生成時の車両１０の位置及び方向を推定できる。そして車両制御部３４は、その画像生成時の車両１０の位置及び方向を、その画像生成時から現時刻までの車両１０の加速度及びヨーレートなどを用いて補正することで、車両１０の現在位置を推定できる。

図４は、車両１０の後方を走行する大型車両が検出されたときの車両１０の制御の一例を示す図である。この例では、図４の上側において示されるように、車両１０が走行中の車線４０１において、車両１０の後方を大型車両４１０が走行している。そのため、車両１０の後方の視界４２０が大型車両４１０により遮られ、大型車両４１０のさらに後方を走行する他の車両４１１を車両１０から視認することができなくなっている。そこで、図４の下側に示されるように、車両１０が渋滞につかまる前に、車両１０を車線４０１に隣接する車線４０２へ車線変更させることで、車両１０の後方の視界４２０を確保することが可能となる。その結果として、大型車両４１０のさらに後方を走行する他の車両４１１を車両１０から視認することが可能となる。

図５は、車両１０の後方を走行する他の車両と車両１０間の距離が短いときの車両１０の制御の一例を示す図である。この例では、図５の上側において示されるように、車両１０が走行中の車線５０１において、車両１０の後方を他の車両５１０が走行している。そして車両１０と他の車両５１０間の車間距離dが距離閾値Thよりも短くなっている。そのため、車両１０の後方の視界５２０が他の車両５１０により遮られ、他の車両５１０のさらに後方を走行する他の車両５１１を車両１０から視認することができなくなっている。そこで、図５の下側に示されるように、車両１０を車線区画線５０２に近づけることで、車両１０の後方の視界５２０を確保することが可能となる。その結果として、他の車両５１０のさらに後方を走行する他の車両５１１を車両１０から視認することが可能となる。

図６は、プロセッサ２３により実行される、車両制御処理の動作フローチャートである。プロセッサ２３は、所定の周期ごとに、以下の動作フローチャートに従って車両制御処理を実行すればよい。

プロセッサ２３の検出部３１は、車両１０の後方を走行する後方車両を検出する（ステップＳ１０１）。さらに、検出部３１は、車線区画線を検出する（ステップＳ１０２）。

プロセッサ２３の渋滞予兆判定部３２は、現時刻から所定時間先までの所定期間内に車両１０の周囲が渋滞する予兆があるか否か判定する（ステップＳ１０３）。また、プロセッサ２３の距離推定部３３は、後方車両のそれぞれと車両１０間の距離を推定する（ステップＳ１０４）。

プロセッサ２３の車両制御部３４は、渋滞の予兆が有り、かつ、後方車両のうちの少なくとも一つが大型車両であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。渋滞の予兆が有り、かつ、後方車両のうちの少なくとも一つが大型車両である場合（ステップＳ１０５－Ｙｅｓ）、車両制御部３４は、遮蔽条件が満たされると判定する。そして車両制御部３４は、後方車両である大型車両が走行中の車線と異なる車線へ車両１０を移動させるよう、車両１０を制御する（ステップＳ１０６）。

一方、後方車両の何れもが大型車両でないか、あるいは、渋滞の予兆が無い場合（ステップＳ１０５－Ｎｏ）、車両制御部３４は、車両１０から自車線を走行する後方車両までの距離が所定の距離閾値以下となるか否か判定する（ステップＳ１０７）。車両１０から自車線を走行する後方車両までの距離が所定の距離閾値以下である場合（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）、車両制御部３４は、遮蔽条件が満たされると判定する。そして車両制御部３４は、自車線を区画する左右何れかの車線区画線に車両１０を近付けるように車両１０を制御する（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０７にて車両１０から自車線を走行する後方車両までの距離が所定の距離閾値よりも長い場合（ステップＳ１０７－Ｎｏ）、車両制御部３４は、遮蔽条件が満たされないと判定する。そして車両制御部３４は、自車線内での車両１０の横方向の位置を維持するよう、車両１０を制御する（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０６、Ｓ１０８またはＳ１０９の後、プロセッサ２３は、車両制御処理を終了する。なお、ステップＳ１０５に示される遮蔽条件と、ステップＳ１０７に示される遮蔽条件の何れもが満たされる場合、車両制御部３４は、ステップＳ１０６の処理を実行すればよい。すなわち、車両制御部３４は、後方車両である大型車両が走行中の車線と異なる車線へ車両１０を移動させるよう、車両１０を制御すればよい。そして車両１０の車線変更後に、さらにステップＳ１０７の遮蔽条件が満たされる場合、車両制御部３４は、ステップＳ１０８の処理を実行すればよい。

以上に説明してきたように、この車両制御装置は、自車両に搭載された自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、自車両の後方を走行する他の車両を検出する。そしてこの車両制御装置は、検出された他の車両が自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、遮蔽条件が満たされる場合、自車両の後方の視界を確保するように自車両を制御する。そのため、この車両制御装置は、車両の後方において検知可能な距離を適切に確保することができる。

変形例によれば、検出部３１は、カメラ３－１、３－２以外の車両１０の周囲に存在する物体を検知するためのセンサにより取得されたセンサ信号、例えば、測距センサによる測距信号に基づいて後方車両を検出してもよい。この場合、検出部３１が用いる識別器は、そのセンサにより取得されたセンサ信号から、そのセンサの検知範囲内に設定される複数の領域ごとに、他の車両を検出するように予め学習されればよい。この場合も、識別器は、上記の実施形態または変形例と同様に、DNNにより構成されたものとすることができる。あるいは、識別器は、サポートベクトルマシンといった、DNNとは異なる機械学習手法による識別器であってもよい。

上記の実施形態または変形例による、ＥＣＵ６のプロセッサ２３の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。

以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

１ 車両制御システム
１０ 車両
２ GPS受信機
３－１、３－２ カメラ
４ 無線通信端末
５ ストレージ装置
６ 電子制御装置(ＥＣＵ)
２１ 通信インターフェース
２２ メモリ
２３ プロセッサ
３１ 検出部
３２ 渋滞予兆判定部
３３ 距離推定部
３４ 車両制御部

Claims (9)

1. 自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、前記自車両の後方を走行する他の車両を検出する検出部と、
   検出された他の車両が前記自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、前記遮蔽条件が満たされる場合、前記自車両の後方の視界を確保するように前記自車両を制御する車両制御部と、
   を有する車両制御装置。
2. 現時刻から所定時間先までの所定期間内に前記自車両の周囲が渋滞するか否か判定する渋滞予兆判定部をさらに有し、
   前記検出部は、前記他の車両として、前記自車両よりも後方を走行する大型車両を検出するとともに、前記大型車両が走行する車線を検出し、
   前記車両制御部は、前記所定期間内に前記自車両の周囲が渋滞すると判定された場合、前記自車両を、前記大型車両が走行していない車線へ移動させるように前記自車両を制御する、請求項１に車両制御装置。
3. 前記車両制御部は、記憶部に記憶された地図情報、前記自車両の目的地へ向かう走行予定ルート及び前記自車両の現在位置に基づいて、前記自車両が走行中の道路に含まれる車線のうち、前記目的地へ到達可能な車線を特定し、特定した前記車線において前記大型車両が走行していない場合、前記自車両を特定した前記車線へ移動させ、一方、特定した前記車線を前記大型車両が走行している場合、前記自車両を、目的地へ到達するために車線変更が必要な車線のうち前記大型車両が走行していない車線へ移動させるように前記自車両を制御する、請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記車両制御部は、前記自車両が走行中の道路に含まれる複数の車線のそれぞれにおいて、複数の前記他の車両が検知され、かつ、複数の前記他の車両の何れかが前記大型車両である場合、前記複数の車線のうち、前記自車両が車線変更したときに前記大型車両と前記自車両との間に入る前記他の車両の数が最も多いと予測される車線へ前記自車両を移動させるように前記自車両を制御する、請求項２に記載の車両制御装置。
5. 検出された前記他の車両のうち、前記自車両が走行する自車線において前記自車両の後方を走行する後方車両と前記自車両間の距離を推定する距離推定部をさらに有し、
   前記検出部は、前記自車線を区画する車線区画線をさらに検出し、
   前記車両制御部は、推定された前記距離が所定の距離閾値以下である場合、前記自車線の横断方向における前記自車両の位置から前記車線区画線までの横距離が、推定された前記距離が前記所定の距離閾値よりも長い場合における前記横距離よりも小さくなるように前記自車両の位置を制御する、請求項１に記載の車両制御装置。
6. 前記車両制御部は、地図情報及び前記自車両の現在位置を参照して、前記自車両が走行中の道路に路肩が有るか否か、及び、前記道路における自車両の進行方向の車線数が２車線であるか否か判定し、前記道路に路肩が無く、かつ、前記道路における前記自車両の進行方向の車線数が２車線である場合、前記自車線を区画する車線区画線のうちの前記道路の中央側の車線区画線までの横距離が前記自車線を区画する車線区画線のうちの前記道路の端部側の車線区画線までの横距離よりも短くなるように前記自車両の位置を制御する、請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記車両制御部は、前記自車両が走行中の車線が合流車線と隣接する車線である場合、前記合流車線側の前記車線区画線までの前記横距離が、前記合流車線と反対側の前記車線区画線までの横距離よりも小さくなるように、前記自車両の位置を制御する、請求項５に記載の車両制御装置。
8. 自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、前記自車両の後方を走行する他の車両を検出し、
   検出された他の車両が前記自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、
   前記遮蔽条件が満たされる場合、前記自車両の後方の視界を確保するように前記自車両を制御する、
   ことを含む車両制御方法。
9. 自車両の周囲の状況を検知するセンサにより得られたセンサ信号に基づいて、前記自車両の後方を走行する他の車両を検出し、
   検出された他の車両が前記自車両の後方の視界を遮る遮蔽条件を満たすか否か判定し、
   前記遮蔽条件が満たされる場合、前記自車両の後方の視界を確保するように前記自車両を制御する、
   ことを前記自車両に搭載されたプロセッサに実行させるための車両制御用コンピュータプログラム。

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