JP6586874B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行制御装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、高速道路等において設定された自動運転区間において、車両を自動運転で走行させる装置が知られている。特許文献１の装置は、自動運転区間において自動運転で走行している車両が停止可能なパーキングエリア等の停止可能領域を特定する。特許文献１の装置は、自動運転区間を停止可能領域に接近しつつ車両が自動運転で走行している場合に、自動運転から車両の運転者の運転操作による手動運転への引継地点を停止可能領域の手前に設定する。引継地点において、車両の運転者が自動運転から手動運転に切り替えた場合は、車両は手動運転により走行させられる。一方、引継地点において、車両の運転者の居眠り等により、自動運転から手動運転に切り替え不可能な場合は、車両は自動運転により走行させられ、停止可能領域に停止させられる。

特開２００８−２９０６８０号公報

ところで上記従来技術では、車両の運転者の居眠り等により、自動運転から手動運転に切り替え不可能な場合には、車両は停止させられ、車両の目的地への走行が妨げられる。そのため、車両の運転者が覚醒しないことによる車両の停止を低減することが望まれている。

そこで本発明は、自動運転で走行している車両で自動運転から手動運転に切り替える場合に、車両の運転者が覚醒しないことによる車両の停止を低減することができる走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両を自動運転で走行させるための自動運転区間を設定する自動運転区間設定部と、自動運転区間設定部により設定された自動運転区間において自動運転で走行している車両が停止可能な停止可能領域を特定する停止可能領域特定部と、車両の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、車両の速度に関する速度情報を取得する速度情報取得部と、自動運転区間設定部により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に接近しつつ車両が自動運転で走行している場合に、睡眠中の運転者の睡眠深度を推定する睡眠深度推定部と、自動運転区間設定部により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に接近しつつ車両が自動運転で走行している場合に、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激を運転者に付与する刺激付与部と、自動運転区間設定部により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に接近しつつ車両が自動運転で走行している場合に、睡眠深度推定部により推定された運転者の睡眠深度と、速度情報取得部より取得された速度情報とに基づいて、刺激付与部により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両が走行する距離を算出する距離算出部と、自動運転区間設定部により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に接近しつつ車両が自動運転で走行している場合に、停止可能領域特定部により特定された停止可能領域から距離算出部により算出された距離以上に手前の位置を睡眠中の運転者への刺激の付与を開始する刺激付与開始地点として設定する刺激付与開始地点設定部と、自動運転区間設定部により設定された自動運転区間を車両が自動運転で走行している場合に、車両の走行を制御しつつ、自動運転から運転者の運転操作による手動運転への切り替えを制御する走行制御部とを備え、刺激付与部は、位置情報取得部により取得された位置情報に関する車両の位置が刺激付与開始地点設定部により設定された刺激付与開始地点に到達したときに、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激を運転者に付与し、走行制御部は、位置情報取得部により取得された位置情報に関する車両の位置が停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に到達するまでに、睡眠深度推定部により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定されるときは、自動運転から手動運転に切り替え、位置情報取得部により取得された位置情報に関する車両の位置が停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に到達するまでに、睡眠深度推定部により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定されないときは、停止可能領域特定部により特定された停止可能領域に車両を停止させる走行制御装置である。

この構成によれば、車両の位置が刺激付与開始地点設定部により設定された刺激付与開始地点に到達したときに、刺激付与部により、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激が付与される。また、車両の位置が停止可能領域に到達するまでに睡眠深度推定部により運転者の覚醒が推定されるときは、走行制御部により自動運転から手動運転に切り替えられ、車両の位置が停止可能領域に到達するまでに睡眠深度推定部により運転者の覚醒が推定されないときは、走行制御部により停止可能領域に車両が停止させられる。これにより、刺激の付与により運転者の覚醒を促し、付与された刺激により運転者が覚醒しない場合以外には、車両が停止させられないため、車両の運転者が覚醒しないことによる車両の停止を低減することができる。

本発明の走行制御装置によれば、自動運転で走行している車両で自動運転から手動運転に切り替える場合に、車両の運転者が覚醒しないことによる車両の停止を低減することができる。

実施形態に係る走行制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の走行制御装置の動作を示すフローチャートである。 図１の走行制御装置を搭載した車両が自動運転で走行する自動運転区間の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に示す走行制御装置１００は車両Ｖに搭載される。走行制御装置１００は、車両Ｖが自動運転で走行するように車両Ｖの走行を制御する。自動運転とは、車両Ｖの加速、減速及び操舵等の運転操作が車両Ｖの運転者の運転操作によらずに実行されることを意味する。

図１に示すように、走行制御装置１００は、外部センサ１、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、ＨＭＩ［Human Machine Interface］７、ドライバセンサ８、刺激付与装置９、補助機器Ｕ及びＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。

外部センサ１は、車両Ｖの周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、車外撮影用カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDAR：LaserImaging Detection and Ranging］のうち少なくとも一つを含む。カメラは、車両Ｖの外部状況を撮像する撮像機器である。

車外撮影用カメラは、例えば、車両Ｖのフロントガラスの裏側に設けられている。車外撮影用カメラは、車両Ｖの外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。車外撮影用カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して車両Ｖの外部の他車両等の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出する。レーダーは、検出した障害物に関する情報をＥＣＵ１０へ送信する。

ライダーは、光を利用して車両Ｖの外部の他車両等の障害物を検出する。ライダーは、光を車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物に関する情報をＥＣＵ１０へ送信する。車外撮影用カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両Ｖの位置（例えば車両Ｖの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部２は、測定した車両Ｖの位置に関する位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ＧＰＳ受信部２に代えて、車両Ｖの緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。

内部センサ３は、車両Ｖの走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。車速センサは、車両Ｖの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両Ｖの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車両Ｖの速度に関する速度情報（車輪の回転速度に関する情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両Ｖの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Ｖの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、車両Ｖの加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両Ｖの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両Ｖのヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベースは、例えば、車両Ｖに搭載されたＨＤＤ［Hard disk drive］内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点、分岐点、合流場所の位置情報が含まれる。また、地図情報には、車両Ｖが自動運転で走行可能か否かに関する情報、及び自動運転で走行している車両Ｖが停止可能か否かに関する情報が含まれる。さらに、建物や壁等の遮蔽構造物の位置情報、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を使用するために、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませることが好ましい。なお、地図データベースは、車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

ナビゲーションシステム５は、車両Ｖのドライバーによって設定された目的地まで、車両Ｖのドライバーに対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２の測定した車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、車両Ｖの走行するルートを算出する。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｖの位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ＨＭＩ７のディスプレイの表示及びＨＭＩ７のスピーカの音声出力によりドライバーに対して目標ルートの報知を行う。ナビゲーションシステム５は、車両Ｖの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ナビゲーションシステム５は、車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

アクチュエータ６は、車両Ｖの加速、減速及び操舵等の自動運転中における車両Ｖの挙動を制御する装置である。アクチュエータ６は、エンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。エンジンアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両Ｖの駆動力を制御する。なお、車両Ｖがハイブリッド車である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両Ｖが電気自動車である場合には、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両Ｖの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両Ｖの操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ７は、車両Ｖの乗員（運転者を含む）と走行制御装置１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル、乗員が音声入力を行うためのマイクロフォン等を備えている。ＨＭＩ７では、後述する自動運転区間の設定及び停止可能領域の特定の際に、運転者からの入力操作又は音声入力が行われる。また、ＨＭＩ７は、設定された自動運転区間及び特定された停止可能領域に関する情報を車両Ｖの運転者に対して表示する。また、ＨＭＩ７は、自動運転から手動運転への切り替えが行われる予定であることと、自動運転から手動運転への切り替えが行われたこととを車両Ｖの運転者に対して表示する。また、ＨＭＩ７は、自動運転から手動運転に切り替えるための運転者からの入力操作又は音声入力が行われてもよい。

ドライバセンサ８は、車両Ｖの運転者の睡眠深度を推定するために、車両Ｖの運転者の状態を検出するセンサである。例えば、ドライバセンサ８は、車両Ｖの運転者の顔の画像を撮影する車内撮影用カメラである。車内撮影用カメラは、例えば、車両Ｖのフロントガラスの裏側、ダッシュボードの上面及びインスツルパネルの表面等に設けられる。また、ドライバセンサ８は、例えば、車両Ｖの運転者の脳波を計測する脳波計測装置であってもよい。また、ドライバセンサ８は、車両Ｖの運転者の呼吸又は心拍を検出するセンサであってもよい。

刺激付与装置９は、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激を運転者に付与する装置である。刺激付与装置９は、運転者に付与する刺激として、例えば、冷風、温風、臭い、運転者席への振動、光及び音のいずれかを付与する。刺激付与装置９は、運転者に冷風、温風及び臭いを帯びた風のいずれかを送風する送風機から構成することができる。また、刺激付与装置９は、運転者席を振動させるバイブレータから構成することができる。また、刺激付与装置９は、運転者に光を照射するライトから構成することができる。また、刺激付与装置９は、運転者に音声を出力するスピーカから構成することができる。刺激付与装置９は、運転者に付与する刺激の種類や組合せを変更可能であってもよい。また、刺激付与装置９は、運転者に送風する冷風や温風の温度、運転者に送風する風に含まれる臭いの刺激の強さ、運転者席の振動の強度、運転者に照射する光の光量、及び運転者に出力する音の音量のいずれかの刺激の強度を変更可能であってもよい。刺激付与装置９は、ＥＣＵ１０からの制御信号により、動作が制御される。

補助機器Ｕは、アクチュエータ６に含まれない機器を総称したものである。本実施形態における補助機器Ｕは、例えば、空調装置、ワイパー等を含む。なお、補助機器Ｕは、車両Ｖの周囲の気温、天候等に応じてＥＣＵ１０からの制御信号により自動的に制御されてもよい。

ＥＣＵ１０は、自動運転中における走行制御装置１００の各部の動作を制御する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０は、自動運転区間設定部１１、停止可能領域特定部１２、位置情報取得部１３、速度情報取得部１４、睡眠深度推定部１５、刺激付与部１６、距離算出部１７、刺激付与開始地点設定部１８及び走行制御部１９を有している。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、上記の自動運転区間設定部１１等の各部の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

自動運転区間設定部１１は、車両Ｖを自動運転で走行させるための自動運転区間を設定する。自動運転区間は、車両Ｖが自動運転で走行することが可能な自動運転可能区間の中から選択される。自動運転可能区間に関する情報は、地図データベース４に記憶されている。自動運転可能区間は、例えば、高速道路を含む自動車専用道路である。自動運転可能区間は、可能であれば自動車専用道路以外の道路でもよい。

例えば、運転者によるＨＭＩ７への入力操作又は音声入力により、自動運転可能区間における開始インターチェンジと終了インターチェンジとを指定された場合に、自動運転区間設定部１１は、開始インターチェンジと終了インターチェンジとの間の区間を自動運転区間として設定する。自動運転区間設定部１１は、設定された自動運転区間を開始インターチェンジ及び終了インターチェンジと共にＨＭＩ７に表示させる。

停止可能領域特定部１２は、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間において自動運転で走行している車両Ｖが停止可能な停止可能領域を特定する。車両Ｖが停止可能な領域に関する情報は、地図データベース４に記憶されている。停止可能領域は、例えば、パーキングエリア又はサービスエリアである。停止可能領域は、車両Ｖが停止可能であれば、パーキングエリア及びサービスエリア以外の路側帯等の領域でもよい。

停止可能領域特定部１２は、例えば、地図データベース４に記憶された情報を参照しつつ、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間の終端（終了インターチェンジ等）に最も近いパーキングエリア又はサービスエリアを停止可能領域として特定する。また、例えば、運転者によるＨＭＩ７への入力操作又は音声入力により、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間におけるパーキングエリア及びサービスエリアのいずれかを指定された場合に、停止可能領域特定部１２は、指定されたパーキングエリア又はサービスエリアを停止可能領域として特定してもよい。停止可能領域特定部１２は、特定された停止可能領域をＨＭＩ７に表示させる。

位置情報取得部１３は、ＧＰＳ受信部２及び地図データベース４により得られた情報に基づいて、車両Ｖの位置に関する位置情報を取得する。位置情報取得部１３は、ナビゲーションシステム５により演算された目標ルートに基づいて、車両Ｖの位置情報を取得してもよい。位置情報とは、例えば、車両Ｖの緯度及び経度を含む情報である。速度情報取得部１４は、内部センサ３の車速センサにより得られた情報に基づいて、車両Ｖの速度に関する速度情報を取得する。速度情報とは、例えば、車両Ｖの速度、車両Ｖの車輪の回転速度等を含む情報である。

睡眠深度推定部１５は、ドライバセンサ８により得られた運転者の状態に関する情報に基づいて、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に接近しつつ車両Ｖが自動運転で走行している場合に、睡眠中の運転者の睡眠深度を推定する。

睡眠深度推定部１５は、例えば、車内撮影用カメラにより撮影された運転者の顔の画像において、運転者の目の周辺の画像から、運転者の瞼が開いている度合及び運転者の瞼の開閉の周期を計測する。睡眠深度推定部１５は、計測された運転者の瞼が開いている度合と運転者の瞼の開閉の周期とに基づいて、運転者の睡眠深度を推定する。睡眠深度推定部１５は、運転者の瞼が開いている度合が小さく、運転者の瞼の開閉の周期が長い（開閉頻度が少ない）ほど、運転者の睡眠深度が深い（ノンレム睡眠）であると推定する。また、睡眠深度推定部１５は、運転者の瞼が開いている度合が大きく、運転者の瞼の開閉の周期が短い（開閉頻度が多い）ほど、運転者の睡眠深度が浅い（レム睡眠）であると推定する。睡眠深度推定部１５は、運転者の瞼が開いている度合が閾値を超えている場合に、運転者の覚醒を推定する。

なお、睡眠深度推定部１５は、ドライバセンサ８の脳波計測装置により計測された運転者の脳波に特定の周波数の波形が出現するか否かにより、運転者の睡眠深度を推定してもよい。また、睡眠深度推定部１５は、ドライバセンサ８により計測された運転者の呼吸や心拍の安定性に基づいて、運転者の睡眠深度を推定してもよい。

刺激付与部１６は、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に接近しつつ車両Ｖが自動運転で走行している場合に、刺激付与装置９の動作を制御することにより、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激を運転者に付与する。刺激付与部１６は、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が後述する刺激付与開始地点設定部１８により設定された刺激付与開始地点に到達したときに、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激を付与する。刺激付与部１６は、車両Ｖが停止可能領域を通過した後は、刺激を運転者に付与しない。

なお、刺激付与部１６は、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度や、後述する距離算出部１７により算出された距離や、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置と停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域との距離に応じて、刺激付与装置９により、運転者に付与する刺激の種類や組合せを変更してもよい。

また、刺激付与部１６は、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度や、距離算出部１７により算出された距離や、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置と停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域との距離に応じて、刺激付与装置９により、運転者に送風する冷風や温風の温度、運転者に送風する風に含まれる臭いの刺激の強さ、運転者席の振動の強度、運転者に照射する光の光量、及び運転者に出力する音の音量のいずれかの刺激の強度を変更してもよい。例えば、刺激付与部１６は、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度が深く、距離算出部１７により算出された距離が長く、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置と停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域との距離が短いほど、刺激の強度を増大させてもよい。

距離算出部１７は、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に接近しつつ車両Ｖが自動運転で走行している場合に、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度と、速度情報取得部１４より取得された速度情報とに基づいて、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両Ｖが走行する距離を算出する。

距離算出部１７は、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度に対して、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでの時間を算出する。距離算出部１７は、例えば、刺激の付与から運転者の覚醒までの時間を実験値から算出する。ＥＣＵ１０には、複数の被験者に対する実験における各睡眠深度で睡眠中の被験者の刺激の付与から覚醒までの時間の平均値に関するデータが記憶されている。実験で被験者に付与された刺激は、例えば、運転者席の振動等の継続的に付与される刺激を含み、刺激付与部１６により付与される刺激と同様の刺激である。距離算出部１７は、記憶された実験のデータから、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度に対応する覚醒までの時間を抽出することにより、睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでの時間を算出することができる。

また、ＥＣＵ１０には、年代、性別等の属性ごとに分類された複数の被験者のそれぞれに対する実験における各睡眠深度で睡眠中の被験者の刺激の付与から覚醒までの時間の平均値に関するデータが被験者の属性ごとに記憶されていてもよい。距離算出部１７は、記憶された実験のデータから、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度と、車両Ｖの運転者の年齢、性別等の属性とに対応する覚醒までの時間を抽出することにより、睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでの時間を算出することができる。これにより、運転者の属性に対応した覚醒までの時間を算出することができる。

あるいは、ＥＣＵ１０には、複数の被験者に対する実験における各睡眠深度で睡眠中の被験者の様々な種類、組合せ及び強度の刺激の付与から覚醒までの時間の平均値に関するデータが刺激の種類、組合せ及び強度ごとに記憶されていてもよい。距離算出部１７は、記憶された実験のデータから、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度と、刺激付与部１６により付与される刺激の種類、組合せ及び強度とに対応する覚醒までの時間を抽出することにより、睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでの時間を算出することができる。これにより、刺激付与部１６により付与される刺激の種類、組合せ及び強度に対応した覚醒までの時間を算出することができる。また、例えば、覚醒までの時間が設定された閾値以下となる刺激の種類、組合せ及び強度を選択し、刺激付与部１６に当該刺激を付与させることもできる。

距離算出部１７は、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでの時間と、速度情報取得部１４により取得された速度情報に関する速度との積により、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両Ｖが走行する距離を算出する。なお、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定される場合には、距離算出部１７は、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両Ｖが走行する距離を０と算出する。

刺激付与開始地点設定部１８は、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間を停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に接近しつつ車両Ｖが自動運転で走行している場合に、停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域から距離算出部１７により算出された距離以上に手前の位置を睡眠中の運転者への刺激の付与を開始する刺激付与開始地点として設定する。

停止可能領域から刺激付与開始地点までの距離が、距離算出部１７により算出された距離と、余裕距離との和になるように、刺激付与開始地点は設定される。余裕距離は、停止可能領域よりも、どのくらい手前で運転者を覚醒させるかを決定するパラメータである。余裕距離は、後述する走行制御部１９により自動運転から手動運転に切り替える否かが決定されるまでに車両Ｖが走行する距離と、走行制御部１９により当該決定に基づいて車両Ｖの走行経路が変更させられるまでに車両Ｖが走行する距離との和よりも長い距離である必要がある。なお、走行制御部１９により自動運転から手動運転に切り替える否かが決定されるまでに車両Ｖが走行する距離と、走行制御部１９により当該決定に基づいて車両Ｖの走行経路が変更させられるまでに車両Ｖが走行する距離との和が無視できるほど短い場合は、余裕距離は０でもよい。

なお、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定され、距離算出部１７により、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両Ｖが走行する距離が０と算出されている場合は、刺激付与開始地点設定部１８により、停止可能領域の位置が刺激付与開始地点として設定される。この場合は、後述するように走行制御部１９は車両Ｖを停止させず、刺激付与開始地点に車両Ｖが到達したときに、車両Ｖは停止可能領域を通過してしまうため、刺激付与部１６は刺激を運転者に付与しない。そのため、既に覚醒している運転者に不要な刺激が付与されることを防止することができる。

走行制御部１９は、自動運転区間設定部１１により設定された自動運転区間を車両Ｖが自動運転で走行している場合に、車両Ｖの走行を制御しつつ、自動運転から運転者の運転操作による手動運転への切り替えを制御する。走行制御部１９は、例えば、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置に対応する道路の形状を地図データベース４から抽出しつつ、車両Ｖの走行経路を設定する。走行制御部１９は、設定された車両Ｖの走行経路と、位置情報取得部１３により取得された車両Ｖの位置情報とに基づいて、設定された走行経路を車両Ｖが走行するように制御信号をアクチュエータ６に出力することにより、車両Ｖの自動運転を制御する。走行制御部１９は、外部センサ１により検出された障害物を車両Ｖが回避するように、車両Ｖの自動運転を制御する。また、走行制御部１９は、速度情報取得部１４により取得された車両Ｖの速度情報に基づいて、車両Ｖが予め設定された速度で走行するように、車両Ｖの自動運転を制御する。

また、走行制御部１９は、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に到達するまでに、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定されるときは、自動運転から手動運転に切り替える。また、走行制御部１９は、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に到達するまでに、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定されないときは、停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域に車両Ｖを停止させる。

自動運転から手動運転への切り替えの場合に、走行制御部１９は、例えば、ＨＭＩ７により、自動運転から手動運転への切り替えが行われる予定であることを車両Ｖの運転者に対して表示する。走行制御部１９は、自動運転区間の終端（終了インターチェンジ等）において、自動運転から手動運転への切り替えを行う。走行制御部１９は、ＨＭＩ７により、自動運転から手動運転への切り替えが行われたことを車両Ｖの運転者に対して表示する。走行制御部１９は、停止可能領域と自動運転区間の終端との間の位置で自動運転から手動運転への切り替えを行ってもよい。また、走行制御部１９は、ＨＭＩ７に自動運転から手動運転に切り替えるための運転者からの入力操作又は音声入力が行われたときに、自動運転から手動運転への切り替えを行ってもよい。

停止可能領域に車両Ｖを停止させる場合に、走行制御部１９は、停止可能領域に車両Ｖを停止させるための走行経路を設定する。走行制御部１９は、設定された停止可能領域への走行経路を車両Ｖが走行するように、制御信号をアクチュエータに出力する。

次に、走行制御装置１００で実行される処理について説明する。図２に示すように、自動運転区間設定部１１は、車両Ｖを自動運転で走行させるための自動運転区間を設定する（Ｓ１）。図３に示すように、高速道路等の道路２００において自動運転可能区間２０１がある場合に、運転者によるＨＭＩ７への入力操作又は音声入力により、自動運転可能区間２０１における開始インターチェンジ２０３と終了インターチェンジ２０４とが指定される。自動運転区間設定部１１は、開始インターチェンジ２０３と終了インターチェンジ２０４との間の区間を自動運転区間２０２として設定する。自動運転区間設定部１１は、設定された自動運転区間２０２を開始インターチェンジ２０３及び終了インターチェンジ２０４と共にＨＭＩ７に表示させる。

図２及び図３に示すように、停止可能領域特定部１２は、自動運転区間２０２において自動運転で走行している車両Ｖが停止可能な停止可能領域２０５を特定する（Ｓ２）。図３の例では、自動運転区間２０２の終端である終了インターチェンジ２０４に最も近いパーキングエリアが停止可能領域２０５として特定される。停止可能領域特定部１２は、特定された停止可能領域２０５をＨＭＩ７に表示させる。

位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が自動運転区間２０２の始端である開始インターチェンジ２０３に到達すると、走行制御部１９は、車両Ｖの自動運転を開始する（Ｓ３）。このようにして、自動運転区間２０２を停止可能領域２０５に接近しつつ車両Ｖが自動運転で走行している場合に、位置情報取得部１３は車両Ｖの位置に関する位置情報を取得し、速度情報取得部１４は車両Ｖの速度に関する速度情報を取得する（Ｓ４）。睡眠深度推定部１５は、睡眠中の運転者の睡眠深度を推定する（Ｓ５）。

距離算出部１７は、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度と、速度情報取得部１４より取得された速度情報とに基づいて、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両Ｖが走行する距離ｄを算出する（Ｓ６）。刺激付与開始地点設定部１８は、停止可能領域２０５から距離ｄ以上に手前の位置を睡眠中の運転者への刺激の付与を開始する刺激付与開始地点２０６として設定する（Ｓ７）。刺激付与部１６は、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が刺激付与開始地点２０６に到達したときに、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激を付与する（Ｓ８）。刺激付与部１６は、車両Ｖが停止可能領域２０５に到達するまで刺激の付与を続行する。

なお、刺激付与部１６は、刺激の付与を開始してから位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が停止可能領域２０５に到達するまでの間に、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定された場合は、刺激の付与を中止してもよい。例えば、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度が深いために、刺激付与開始地点設定部１８が停止可能領域２０５の１ｋｍ手前の位置に刺激付与開始地点２０６を設定し、刺激付与部１６が当該刺激付与開始地点２０６において刺激の付与を開始した場合において、車両Ｖが停止可能領域２０５に到達する前に、睡眠深度推定部１５により運転者の覚醒が推定された場合は、運転者の覚醒後の刺激の付与は不要となる。このような場合は、刺激付与部１６は、刺激の付与を中止してもよい。

走行制御部１９は、位置情報取得部１３により取得された位置情報に関する車両Ｖの位置が停止可能領域特定部１２により特定された停止可能領域２０５に到達するまでに、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定されるか否かを判定する（Ｓ９）。

車両Ｖの位置が停止可能領域２０５に到達するまでに、運転者の覚醒が推定されるときは、走行制御部１９は、ＨＭＩ７により、自動運転から手動運転への切り替えが行われる予定であることを車両Ｖの運転者に対して表示してから、予定通りに自動運転区間２０２の終端である終了インターチェンジ２０４において自動運転から手動運転に切り替える（Ｓ１０）。走行制御部１９は、ＨＭＩ７により、自動運転から手動運転への切り替えが行われたことを車両Ｖの運転者に対して表示する。

車両Ｖの位置が停止可能領域２０５に到達するまでに、運転者の覚醒が推定されないときは、自動運転から手動運転への切り替えが不可能であるため、走行制御部１９は、停止可能領域２０５に車両Ｖを停止させる（Ｓ１１）。

走行制御部１９は、例えば、停止可能領域２０５に停止中の車両Ｖにおいて運転者が覚醒し、ＨＭＩ７に自動運転から手動運転に切り替えるための運転者からの入力操作又は音声入力が行われたときに、自動運転から手動運転への切り替えを行ってもよい。また、走行制御部１９は、停止可能領域２０５に停止中の車両Ｖにおいて、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度により運転者の覚醒が推定されるときには、自動運転から手動運転への切り替えを行い、ＨＭＩ７により、自動運転から手動運転への切り替えが行われたことを覚醒した運転者に対して表示してもよい。したがって、停止可能領域２０５に車両Ｖが停止した場合は、停止可能領域２０５が自動運転から手動運転への切り替えが行われる位置となる。刺激付与部１６は、運転者の早期の覚醒を促すために、停止可能領域２０５に車両Ｖが停止した後も、運転者への刺激の付与を継続してもよい。

本実施形態によれば、車両Ｖの位置が刺激付与開始地点設定部１８により設定された刺激付与開始地点２０６に到達したときに、刺激付与部１６により、睡眠中の運転者を覚醒させるための刺激が付与される。また、車両Ｖの位置が停止可能領域２０５に到達するまでに睡眠深度推定部１５により運転者の覚醒が推定されるときは、走行制御部１９により自動運転から手動運転に切り替えられ、車両Ｖの位置が停止可能領域２０５に到達するまでに睡眠深度推定部１５により運転者の覚醒が推定されないときは、走行制御部１９により停止可能領域２０５に車両Ｖが停止させられる。これにより、刺激の付与により運転者の覚醒を促し、付与された刺激により運転者が覚醒しない場合以外には、車両Ｖが停止させられないため、車両Ｖの運転者が覚醒しないことによる車両の停止を低減することができる。

停止可能領域２０５で車両Ｖが停止すると、車両Ｖが停止していた時間だけ目的地への到着に時間がかかる。しかし、本実施形態では、車両Ｖの運転者が覚醒しないことによる車両の停止を低減することができるため、目的地への到着に時間がかかることを抑制することができる。

また、本実施形態では、距離算出部１７により、睡眠深度推定部１５により推定された運転者の睡眠深度と、速度情報取得部１４による取得された速度情報とに基づいて、刺激付与部１６により睡眠中の運転者に刺激を付与してから運転者が覚醒するまでに車両Ｖが走行する距離が算出され、刺激付与開始地点設定部１８により、停止可能領域２０５から距離算出部１７により算出された距離以上に手前の位置を睡眠中の運転者への刺激の付与を開始する刺激付与開始地点２０６として設定する。このため、車両Ｖが停止可能領域２０５に到達するまでに、より確実に運転者を覚醒させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

１…外部センサ、２…ＧＰＳ受信部、３…内部センサ、４…地図データベース、５…ナビゲーションシステム、６…アクチュエータ、７…ＨＭＩ、８…ドライバセンサ、９…刺激付与装置、１０…ＥＣＵ、１１…自動運転区間設定部、１２…停止可能領域特定部、１３…位置情報取得部、１４…速度情報取得部、１５…睡眠深度推定部、１６…刺激付与部、１７…距離算出部、１８…刺激付与開始地点設定部、１９…走行制御部、Ｕ…補助機器、１００…走行制御装置、２００…道路、２０１…自動運転可能区間、２０２…自動運転区間、２０３…開始インターチェンジ、２０４…終了インターチェンジ、２０５…停止可能領域、２０６…刺激付与開始地点、Ｖ…車両、ｄ…距離。

Claims (1)

1. 車両を自動運転で走行させるための自動運転区間を設定する自動運転区間設定部と、
   前記自動運転区間設定部により設定された前記自動運転区間において前記自動運転で走行している前記車両が停止可能な停止可能領域を特定する停止可能領域特定部と、
   前記車両の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記車両の速度に関する速度情報を取得する速度情報取得部と、
   前記自動運転区間設定部により設定された前記自動運転区間を前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に接近しつつ前記車両が前記自動運転で走行している場合に、睡眠中の運転者の睡眠深度を推定する睡眠深度推定部と、
   前記自動運転区間設定部により設定された前記自動運転区間を前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に接近しつつ前記車両が前記自動運転で走行している場合に、睡眠中の前記運転者を覚醒させるための刺激を前記運転者に付与する刺激付与部と、
   前記自動運転区間設定部により設定された前記自動運転区間を前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に接近しつつ前記車両が前記自動運転で走行している場合に、前記睡眠深度推定部により推定された前記運転者の前記睡眠深度と、前記速度情報取得部より取得された前記速度情報とに基づいて、前記刺激付与部により睡眠中の前記運転者に前記刺激を付与してから前記運転者が覚醒するまでに前記車両が走行する距離を算出する距離算出部と、
   前記自動運転区間設定部により設定された前記自動運転区間を前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に接近しつつ前記車両が前記自動運転で走行している場合に、前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域から前記距離算出部により算出された前記距離以上に手前の位置を睡眠中の前記運転者への前記刺激の付与を開始する刺激付与開始地点として設定する刺激付与開始地点設定部と、
   前記自動運転区間設定部により設定された前記自動運転区間を前記車両が前記自動運転で走行している場合に、前記車両の走行を制御しつつ、前記自動運転から前記運転者の運転操作による手動運転への切り替えを制御する走行制御部と、
   を備え、
   前記刺激付与部は、前記位置情報取得部により取得された前記位置情報に関する前記車両の位置が前記刺激付与開始地点設定部により設定された前記刺激付与開始地点に到達したときに、睡眠中の前記運転者を覚醒させるための前記刺激を前記運転者に付与し、
   前記走行制御部は、前記位置情報取得部により取得された前記位置情報に関する前記車両の位置が前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に到達するまでに、前記睡眠深度推定部により推定された前記運転者の前記睡眠深度により前記運転者の覚醒が推定されるときは、前記自動運転から前記手動運転に切り替え、前記位置情報取得部により取得された前記位置情報に関する前記車両の位置が前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に到達するまでに、前記睡眠深度推定部により推定された前記運転者の前記睡眠深度により前記運転者の覚醒が推定されないときは、前記停止可能領域特定部により特定された前記停止可能領域に前記車両を停止させる、走行制御装置。

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