JP6490486B2 - 経路探索装置及び経路探索方法 - Google Patents
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Description
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
また、本発明によれば、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。従って、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
また、本発明によれば、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
また、本発明によれば、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。従って、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
さらに、本発明によれば、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
本発明によれば、選択された誘導経路において、車両が走行できない道路を含む経路が誘導経路として選択されないようにすることができる。このため、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
本発明によれば、車両が走行できない環状交差点を誘導経路として選択しないようにすることができる。
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
また、本発明によれば、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。従って、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
また、本発明によれば、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
また、本発明によれば、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。従って、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
さらに、本発明によれば、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。図1は、自動運転制御システム1のシステム構成図である。自動運転制御システム1は、車両2に搭載され、運転者の運転操作によらずに車両2の駆動、制動及び操舵を行って、車両2を自動運転するシステムである。車両2は、走行モードとして、自動運転制御システム1が車両2の駆動、制動及び操舵を行って、車両2を自動運転制御システム1の制御により走行させる自動運転と、車両2の乗員による手動操作により車両2を走行させる手動運転とを有する。
自動運転実行装置40は、自動運転制御装置30から入力された制御データに基づいて各ECUに制御信号を送信して各ECUを制御し、自動運転を実行する。
まず、自動運転制御装置30について説明する。自動運転制御装置30は、バストランシーバ31、制御部32、路車間通信部33、車車間通信部34、レーダ装置35、車速センサ36、ヨーレートセンサ37、ブレーキセンサ38、操舵角センサ39、カメラ45を備える。
また、制御部32は、不揮発性メモリ324を備える。不揮発性メモリ324は、制御特性情報(制御条件)を記憶する。制御特性情報の詳細については後述する。
ナビゲーション装置50は、GPS受信部511、GPSアンテナ512、相対方位検出部520、音声出力部531、スピーカ532、タッチパネル540、記憶部550、無線通信部560、バストランシーバ570、制御部580を備える。
具体的には、位置推定部581は、相対方位検出部520等の各種センサから入力される情報、及び地図データ551に含まれる情報に基づいて、随時、車両2の移動速度や、移動方向等を推定する。また、位置推定部581は、GPS受信部511からの入力に基づいて算出される車両2の現在位置を、推定した移動速度や、移動方向等に基づいて補正して現在位置を特定する。
なお、位置推定部581は、GPS信号と併せて、GLONASS、Galileo、Beidou、QZSS(みちびき)などの測位衛星システムの信号を利用して、車両2の現在位置を特定する構成であってもよい。
制御特性情報は、自動運転制御装置30が車両2の自動運転を制御する際に使用する、車両自体の特性を示す情報や、自動運転の制御に関する情報である。制御特性情報には、例えば、以下の情報が含まれる。
(1)各運転局面において、車両制御の実行が許可される距離のしきい値
(2)各運転局面において、車両制御の実行が許可される車速の範囲(最高速度及び最低速度)
(3)各運転局面において、車両制御の実行が許可される操舵角の範囲
(4)各運転局面における安全マージン
(5)車両の車高及び車幅
(6)自動運転に対応していない道路種別
このため、ナビゲーション装置50が探索した誘導経路であっても、レーン移動のために許容された道路長が、制御特性情報として設定された距離のしきい値よりも短い場合や、レーン移動時の車速が、制御特性情報として設定された車速の範囲内にない場合、自動運転制御装置30はレーン移動の実行を自動運転実行装置40に指示しない。このため、誘導経路の途中で、ナビゲーション装置50により経路の再探索が行われるため、遠回りの経路を走行することになる。また、ナビゲーション装置50の案内とは異なる経路を走行することになるため、乗員に不快感を与えてしまう。
このため、経路探索部583は、情報入力部582から入力される操舵角の範囲に基づいて、車両2を誘導する誘導経路を選択する。すなわち、経路探索部583は、転回や、右左折、レーン移動が許可される操舵角の範囲を満たす(すなわち、制御条件を満たす)誘導経路を探索する。具体的には、経路探索部583は、制御特性情報として設定された操舵角の最大値よりも大きな角度で転回や、右左折、レーン移動を行う必要がある道路を誘導経路として選択しない。これにより、自動運転制御装置30が選択した誘導経路に従って車両2を自動運転させた場合に、転回や、右折、レーン移動が実行されずに誘導経路の再検索が行われる事態の発生を低減することができる。
例えば、自動運転制御装置30による自動運転制御によって車両2が走行中に、車両2の走行レーンの前方で信号により停止している車両を検出した場合、自動運転制御装置30は、自動車メーカーによって設定された車間距離に、安全マージンとして設定された距離を加算した距離で車両2が停止するようにブレーキECU13に指示する。また、運転局面がレーン移動である場合、自動運転制御装置30は、レーン移動後に、移動後のレーンにおける、車両2と車両2の前方車両との距離、及び車両2と車両2の後方車両との距離が、自動車メーカーにより設定された車間距離に安全マージンを加算した距離だけ離れていない場合、レーン移動の実行を許可しない。
また、安全マージンは、例えば、低速域、中速域、高速域といった車両2の速度域ごとに設定することもできる。例えば、車両2が低速域の車速で走行している場合、自動運転制御装置30は、前方の車両との車間距離が5m以上となるように車両2を制御し、車両2が高速域で走行している場合、自動運転実行装置40は、前方の車両との車間距離が10m以上となるように車両2を制御する。
また、経路探索部583は、情報入力部582が自動運転制御装置30から取得した、自動運転に対応していない道路種別の情報を入力する。経路探索部583は、入力された道路種別の情報に基づいて、自動運転に対応していない道路種別(例えば、ラウンドアバウト(Roundabout:環状交差点)等)が誘導経路として選択されないようにする。
経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、道路状況が複雑化しやすい細街路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、合流が必要な地点において渋滞が発生している道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、車線数が多く、走行レーンの特定が難しい道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、車両2の周辺を走行する周辺車両の乗員との意思疎通が必要な道路、例えば、信号機が設置されていない道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、制御部580は、自動運転による走行を予定している場合に、無線通信部560により、例えば、外部装置としてのサーバから車線が引かれていない道路や車線の一部が消えている道路の情報を取得する。経路探索部583は、取得した情報に基づいて、車線が引かれていない道路や車線の一部が消えている道路等、メンテナンスが行き届いていない道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、制御部580は、自動運転による走行を予定している場合に、無線通信部560により、例えば、外部装置としてのサーバから工事等により道路形状に変化が生じた地点の情報を取得する。経路探索部583は、工事等により道路形状が変わった場所が含まれる経路を、誘導経路として選択しないようにする。道路形状が変化した道路は、LDM(Local Dynamic Map)にも変更があるため、LDMを用いた車両2の現在位置の特定ができない場合があるため、工事等により道路形状が変わった場所が含まれる経路を誘導経路として選択しないようにする。
経路探索部583は、カメラ45の設置位置や、設置台数の情報に基づいて、細街路であっても自動運転による走行が可能であると判定した場合、細街路を含む経路を誘導経路として選択する。
自動運転制御装置30は、生成した目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両2が走行するように自動運転を制御する制御データを生成する。すなわち、自動運転制御装置30は、目標走行パターンに従って走行するように車両2を発進/停止、操舵させ、また、目標速度パターンに従った速度となるように車両2を加減速させ、変速させる制御情報を含む制御データを生成する。
制御部32は、車速センサ36、操舵角センサ39、ブレーキセンサ38及びヨーレートセンサ37からの入力に基づいて、車両2の走行状態を検出し、車両2の走行状態に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、制御部32は、車車間通信部34から入力される車両情報に基づいて、車両2の周辺に位置する車両との関係に応じて、目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、制御部32は、路車間通信部33から入力される情報、及びカメラ45から入力される撮影画像データに基づいて、渋滞の有無や、信号機の状態、歩行者の有無等の車両2の周囲の環境に関する情報を取得し、車両2の周囲の環境に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、自動運転制御装置30は、レーダ装置35から入力される情報に基づいて、先行する車両との距離に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。そして、自動運転制御装置30は、修正後の目標速度パターン及び目標走行パターンに基づいて、制御データを生成する。
ナビゲーション装置50は、電源がオンされて起動すると(ステップS1/YES)、制御特性情報の取得要求を、バス10を介して自動運転制御装置30に出力する(ステップS2)。制御特性情報の取得要求を入力した自動運転制御装置30は(ステップS21/YES)、不揮発性メモリ324に保存された制御特性情報を読み出し、バス10を介してナビゲーション装置50に出力する(ステップS22)。
例えば、ナビゲーション装置50は、経路探索により探索した経路に、分岐点での分岐に備えたレーン移動が必要な道路が存在する場合、この道路における分岐点までの走行距離と、探索条件としての距離のしきい値とを比較する。ナビゲーション装置50は、分岐点までの走行距離が、距離のしきい値よりも短い場合には、この道路を誘導経路から除外して、他の経路を探索する。また、ナビゲーション装置50は、分岐点までの走行距離が、距離のしきい値よりも長い場合には、この道路を誘導経路として選択する。
また、ナビゲーション装置50は、探索した経路に、分岐点での分岐に備えたレーン移動が必要な道路が存在する場合、この道路における分岐点までの走行距離に基づいて、レーン移動を行う際の車速を推定し、推定した車速と、探索条件としての最低車速とを比較する。ナビゲーション装置50は、推定した車速が、最低車速よりも遅い場合には、この道路を誘導経路から除外して、他の経路を探索する。また、ナビゲーション装置50は、推定した車速が、最低車速よりも速い場合には、この道路を誘導経路として選択する。
この他に、ナビゲーション装置50は、車高、車幅、自動運転に対応していない道路種別等の条件に基づいて、誘導経路を探索する。
また、自動運転制御装置30は、ナビゲーション装置50から取得した道路交通情報に基づいて、現在走行中の道路の混雑具合を判定する。自動運転制御装置30は、自動運転の実行中は、道路の混雑具合に応じて車間距離を変更する。例えば、自動運転制御装置30は、道路が渋滞しているときの車間距離が、道路が渋滞していないときの車間距離よりも狭くなるように車両2の各部を制御する制御データを生成し、自動運転実行装置40に出力する。自動運転において、道路が渋滞している場合と、渋滞していない場合とで車間距離が同一であると、手動運転との差が大きく、不自然な走行になってしまうが、道路の混雑状況に応じて車間距離を変更することで、手動運転に近い、より自然な走行を行うことができる。
ナビゲーション装置50の位置推定部581は、各種センサから入力される情報や、GPS受信部511から入力される情報に基づいて、車両2の現在位置を推定する。ナビゲーション装置50は、推定された車両2の現在位置に基づいて誘導経路を逸脱していると判定した場合(ステップS14/YES)、自動運転制御装置30に誘導経路の逸脱を通知する(ステップS15)。自動運転制御装置30は、ナビゲーション装置50から誘導経路の逸脱を通知された場合(ステップS24/YES)、例えば、そのままの走行状態を維持してもよいし、又は一定の範囲内を移動して、誘導経路から離れ過ぎないようにしてもよい。また、自動運転制御装置30は、誘導経路から逸脱した場合、誘導経路からの逸脱が生じた要因をナビゲーション装置50に通知する。
ナビゲーション装置50は、自動運転制御装置30から通知された、誘導経路からの逸脱が生じた要因を表示パネル541に表示させる。図5は、表示パネル541に表示された要因の一例を示す図である。このように誘導経路から逸脱した要因を表示パネル541に表示させることで、乗員に対して、なぜ誘導経路通りに自動走行が行われなかったのかを通知することができ、乗員に生じる不快感を軽減することができる。また、自動運転制御システム1のシステムエラーにより生じた経路逸脱ではなく、正常動作における経路逸脱である場合には、乗員の信頼を得ることができる。
図6は、本実施形態の構成を示すブロック図である。
第2実施形態は、誘導経路の探索を、インターネット等のネットワークNに接続された情報提供サーバ60により行う実施形態である。
車両2のナビゲーション装置50は、目的地の設定をタッチパネル540により入力すると、無線通信部560によりネットワークNに接続して、目的地の設定と、車両2の制御特性情報とを情報提供サーバ60に送信する。情報提供サーバ60は、ナビゲーション装置50から入力した目的地の設定と、車両2の制御特性情報とに基づいて誘導経路を探索する。
情報提供サーバ60は、各車両2に搭載されたナビゲーション装置50から、自動運転において逸脱が生じた地点及び逸脱が生じた時刻の情報を収集し、不図示の記憶部に記憶している。情報提供サーバ60は、探索した誘導経路に、経路逸脱の発生する確率が高い地点が含まれ、及びこの地点を通過する予測時間が経路逸脱の発生件数の多い時間帯である場合、この地点を迂回する迂回路の情報も探索する。情報提供サーバ60は、探索した誘導経路と、迂回路の情報とを取得要求を受信したナビゲーション装置50に送信する。
例えば、図7に示すように、GPS受信部71、GPSアンテナ72、相対方位検出部73、自車位置推定部74、地図データ75等を備えるMPU(Map Positioning Unit)70をナビゲーション装置50とは別途設けて、車両2の自車位置をMPU70により特定する構成であってもよい。
30 自動運転制御装置
32 制御部
40 自動運転実行装置
50 ナビゲーション装置
580 制御部
581 位置推定部
582 情報入力部
583 経路探索部
Claims (7)
- 車両の走行を制御する制御条件の情報を取得する情報入力部と、
前記情報入力部が取得した前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索する経路探索部と、を備え、
前記情報入力部は、前記車両の走行局面ごとに設定された、前記走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を前記制御条件の情報として取得し、
前記経路探索部は、前記許可しきい値に基づいて、前記車両が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索し、
前記経路探索部は、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が行われる道路の道路長と、前記許可しきい値としての距離とを比較して、前記探索した経路を前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする経路探索装置。 - 車両の走行を制御する制御条件の情報を取得する情報入力部と、
前記情報入力部が取得した前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索する経路探索部と、を備え、
前記情報入力部は、前記車両の走行局面ごとに設定された、前記走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を前記制御条件の情報として取得し、
前記経路探索部は、前記許可しきい値に基づいて、前記車両が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索し、
前記経路探索部は、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が、前記許可しきい値としての前記車両の操舵角の範囲内での移動であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする経路探索装置。 - 前記情報入力部は、前記車両の車幅を前記制御条件の情報として取得し、
前記経路探索部は、前記制御条件の情報に基づいて、探索した経路が、前記車両が走行可能な経路であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の経路探索装置。 - 前記情報入力部は、前記車両が環状交差点を走行可能であるか否かを示す情報を前記制御条件の情報として取得し、
前記経路探索部は、前記制御条件の情報に基づいて、前記車両が環状交差点の走行が可能であるか否かを判定し、探索した前記誘導経路を前記車両の経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の経路探索装置。 - 前記車両には、前記車両の駆動、制動及び操舵を行って、前記車両を自動で走行させる自動運転システムが搭載され、
前記経路探索装置は、前記車両が自動運転可能な走行経路を探索する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の経路探索装置。 - 車両の走行を制御する制御条件の情報を取得するステップと、
取得した前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索するステップと、を有し、
前記取得するステップは、前記車両の走行局面ごとに設定された、前記走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を前記制御条件の情報として取得し、
前記誘導経路を探索するステップは、前記許可しきい値に基づいて、前記車両が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索し、
前記誘導経路を探索するステップは、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が行われる道路の道路長と、前記許可しきい値としての距離とを比較して、前記探索した経路を前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする経路探索方法。 - 車両の走行を制御する制御条件の情報を取得するステップと、
取得した前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索するステップと、を有し、
前記取得するステップは、前記車両の走行局面ごとに設定された、前記走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を前記制御条件の情報として取得し、
前記誘導経路を探索するステップは、前記許可しきい値に基づいて、前記車両が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索し、
前記誘導経路を探索するステップは、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が、前記許可しきい値としての前記車両の操舵角の範囲内での移動であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする経路探索方法。
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