JP6754416B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。
従来、踏切などの停車回避エリアにおいて車両が停止してしまうといった異常状態にあることを周辺車両が検知した場合に、狭域双方向通信装置を用いて通報することで危機回避を行う技術が知られている(例えば、特許文献1)。
また、従来、自車両が交差点や踏切などの停車が禁止されている場所に誤って停車しないようにする停車回避エリア侵入警報装置の技術が開示されている(例えば、特許文献2)。
特開2007−297013号公報 特開2017−016604号公報
しかしながら、従来の技術では、前走車両などの他車両への配慮が不十分であった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より他車両に配慮した自動運転を実現することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の操舵および速度を制御する運転制御部と、自車両の周辺環境を認識する認識部と、を備える車両制御装置であり、前記運転制御部は、前記認識部により、自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域を後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御する、車両制御装置である。
(2):上記(1)の態様において、前記前走車両に前記スペースに関する情報を通知する、通知部をさらに備えるもの。
(3):上記(2)の態様において、前記通知部は、前記スペースの地面を照明することで前記前走車両に前記スペースに関する情報を通知するもの。
(4):上記(1)から(3)のいずれかの態様において、前記車両が停止することが好ましく無い領域は、踏切を含み、前記運転制御部は、前記踏切を通り前記自車両の走行する車線の対向車線の停止線と、前記前走車両の後端部との位置関係に基づいて、前記車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうか否かを推定するもの。
(5):上記(1)から(4)のいずれかの態様において、前記車両が停止することが好ましく無い領域は、踏切を含み、前記運転制御部は、前記踏切における前記踏切を通り前記自車両の走行する車線の対向車線を走行する車両に向けて設置された遮断機と前記前走車両の後端部との位置関係に基づいて、前記車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうか否かを推定するもの。
(6):上記(1)から(5)のいずれかの態様において、前記車両が停止することが好ましく無い領域は、交差点を含み、前記運転制御部は、前記交差点を通り前記自車両の走行する車線の対向車線の停止線と、前記前走車両の後端部との位置関係に基づいて、前記車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうか否かを推定するもの。
(7):上記(1)から(6)のいずれかの態様において、前記車両が停止することが好ましく無い領域は、一般車両の停車が制限された領域を含むもの。
(8):上記(1)から(7)のいずれかの態様において、前記認識部は、前記前走車両の減速度合を認識し、前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記減速度合に基づいて、前記前走車両が前記領域に停止してしまうか否かを推定するもの。
(9):上記(1)から(8)のいずれかの態様において、前記運転制御部は、前記認識部が前記領域に前記前走車両が停止してしまうと推定し、且つ、減速または後退によって前記スペースが確保できない場合、前記自車両の進路を変更して移動することで前記スペースを確保するもの。
(10):上記(1)から(9)のいずれかの態様において、前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記領域に前記自車両の後方車両が停止してしまうと推定された場合、前記後方車両が前記領域を前進して自車両の後方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御するもの。
(11):この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、自車両の操舵および速度を制御し、前記自車両の周辺環境を認識し、前記認識において、前記自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域を後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御する、車両制御方法である。
(12):この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、自車両の操舵および速度を制御させ、前記自車両の周辺環境を認識させ、前記認識において、前記自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域を後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御させる、プログラムである。
(1)〜(12)によれば、より他車両に配慮した自動運転を実現することができる。
第1の実施形態の車両制御装置100を利用した車両システム1の構成図である。 第1制御部120および第2制御部160の機能構成図である。 踏切付近における自車両Mの前方風景の一例を示す図である。 踏切付近の前方風景を平面図にしたものである。 交差点付近の前方風景を平面図にしたものである。 前走車両mA1の位置を説明する平面図である。 車両制御装置100の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 踏切付近の前方風景を平面図にしたものである。 車両制御装置100Aの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 後方車両mA5の位置を説明する平面図である。 実施形態の各種制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。
<第1の実施形態>
[全体構成]
図1は、第1の実施形態の車両制御装置100を利用した車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、カメラ10と、レーダ装置12と、ファインダ14と、物体認識装置16と、運転操作子80と、車両制御装置100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
カメラ10は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ10は、車両システム1が搭載される車両(以下、自車両M)の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ10は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ10は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ10は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、自車両Mの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置12は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置12は、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ14は、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ14は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ14は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ14は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置16は、認識結果を車両制御装置100に出力する。物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14の検出結果をそのまま車両制御装置100に出力してよい。車両システム1から物体認識装置16が省略されてもよい。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi−Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)などを利用して、自動運転車両の周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
HMI30は、自動運転車両の乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
車両センサ40は、自動運転車両の速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自動運転車両の向きを検出する方位センサ等を含む。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS受信機51と、ナビHMI52と、経路決定部53とを備える。ナビゲーション装置50は、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第1地図情報54を保持している。GNSS受信機51は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自動運転車両の位置を特定する。自動運転車両の位置は、車両センサ40の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI52は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビHMI52は、前述したHMI30と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部53は、例えば、GNSS受信機51により特定された自動運転車両の位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI52を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報54を参照して決定する。第1地図情報54は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第1地図情報54は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報などを含んでもよい。地図上経路は、MPU60に出力される。ナビゲーション装置50は、地図上経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置50は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置50は、通信装置20を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61を含み、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第2地図情報62を保持している。推奨車線決定部61は、ナビゲーション装置50から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報62を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部61は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部61は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自動運転車両が、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報62は、第1地図情報54よりも高精度な地図情報である。第2地図情報62は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報62には、道路情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第2地図情報62は、通信装置20が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。
運転操作子80は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、車両制御装置100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一部または全部に出力される。
車両制御装置100は、例えば、第1制御部120と、第2制御部160と、通知制御部180とを備える。第1制御部120と第2制御部160と通知制御部180は、それぞれ、例えば、CPUなどのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPUなどのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め車両制御装置100のHDDやフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることで車両制御装置100のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
図2は、第1制御部120および第2制御部160の機能構成図である。第1制御部120は、例えば、認識部130と、行動計画生成部140とを備える。第1制御部120は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部130は、自車両Mの周辺を認識し、認識した対象物の挙動を推定する。認識部130は、例えば、周辺認識部132と、推定部134とを備える。
周辺認識部132は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して入力された情報に基づいて、自動運転車両の周辺にある物体(後述する前走車両や対向車両を含む)の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自動運転車両の代表点(重心や駆動軸中心など)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。
また、周辺認識部132は、例えば、自動運転車両が走行している車線(走行車線)を認識する。例えば、周辺認識部132は、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ10によって撮像された画像から認識される自動運転車両の周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、周辺認識部132は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置50から取得される自動運転車両の位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。また、周辺認識部132は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
周辺認識部132は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自動運転車両の位置や姿勢を認識する。周辺認識部132は、例えば、自動運転車両の基準点の車線中央からの乖離、および自動運転車両の進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自動運転車両の相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、周辺認識部132は、走行車線のいずれかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自動運転車両の基準点の位置などを、走行車線に対する自動運転車両の相対位置として認識してもよい。
周辺認識部132は、カメラ10によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺車両と、カメラ10により撮像された画像、ナビゲーション装置50により取得された自車両Mの周辺の渋滞情報、または第2地図情報62から得られる位置情報に基づいて、周辺車両、特に自車両Mの前走車両(以下、前走車両mA1)の位置に関する情報を認識する。
なお、周辺認識部132は、車車間通信により自車両Mの周囲を走行する車などから受信した各種情報を、通信装置20を介して取得し、その情報に基づいて自車両Mの周辺を認識してもよい。
また、周辺認識部132は、少なくともカメラ10によって撮像された画像、または第2地図情報62から得られる位置情報のいずれか一方に基づいて、進行方向に停車回避エリアがあるか否かを認識する。停車回避エリアとは、例えば、踏切、交差点、消防署や救急病院等における車両出入り口に面する道路、横断歩道、安全地帯、バス・路面電車等の停留所などの、車両が停止することが好ましく無い領域である。周辺認識部132は、例えば、第2地図情報62に基づいて停車回避エリアを認識してもよいし、カメラ10により撮像された画像における停車回避エリアを示す標識や道路標示に基づいて停車回避エリアを認識してもよい。
推定部134は、周辺認識部132により取得された前走車両mA1の現在位置と、操舵および加減速を認識し、特定場面が発生するかを推定する。特定場面とは、例えば、停車回避エリアに、前走車両mA1が停車することである。なお、前走車両mA1が操舵または加減速に関する情報を周辺車両に通信する機能を有する場合、周辺認識部132は、通信装置20により受信された前走車両mA1の加減速や停車に関する情報に基づいて、前走車両mA1の減速度合を認識し、前走車両が停止すると推定してもよい。
推定部134は、前走車両mA1が停止すると推定し、且つ、周辺認識部132により進行方向に停車回避エリアが存在すると認識された場合に、前走車両mA1が停車回避エリア内で停止してしまうか否かを推定する。
行動計画生成部140は、原則的には推奨車線決定部61により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Mの周辺状況に対応した自動運転が実行されるように、自車両Mが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。
行動計画生成部140は、例えば、特定場面制御部142を備える。
特定場面制御部142は、推定部134により前走車両mA1が停車回避エリア内で停止してしまうと推定された場合、前走車両が停車回避エリアを抜け出せるように、前走車両停車スペースA1を仮想的に設定し、前走車両停車スペースA1を確保するように目標軌道を生成する。「確保する」とは、自車両Mの前端部が前走車両停車スペースA1よりも後方にある(自車両Mの前方に十分な空きスペースがある)場合であれば、自車両MをスペースA1の手前で停止させることであり、自車両Mの前端部がスペースA1に侵入している(または既に通り過ぎている)場合であれば、後方車両の位置および挙動を見ながら自車両Mを後退させることである。
第2制御部160は、行動計画生成部140によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自動運転車両が通過するように、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御する。行動計画生成部140と第2制御部160を合わせたものは「運転制御部」の一例である。
図2に戻り、第2制御部160は、例えば、取得部162と、速度制御部164と、操舵制御部166とを備える。取得部162は、行動計画生成部140により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、メモリ(不図示)に記憶させる。速度制御部164は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置200またはブレーキ装置210を制御する。操舵制御部166は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置220を制御する。速度制御部164および操舵制御部166の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部166は、自動運転車両の前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
通知制御部180は、例えば、自車両Mの周辺車両に通知を行う際に、自車両Mのライトやホーン、スピーカ等を制御する。通知制御部180は、通信装置20を介して車車間通信(V2V通信)により周辺車両に通信することにより行う通知を制御するものであってもよい。
走行駆動力出力装置200は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置200は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するECUとを備える。ECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置210は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置210は、運転操作子80に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置210は、上記説明した構成に限らず、第2制御部160から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置220は、例えば、ステアリングECUと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
[踏切付近における認識処理]
以下、認識部130による踏切付近における認識処理について説明する。
図3は、踏切付近における自車両Mの前方風景の一例を示す図である。認識部130は、例えば、踏切を通る自車両Mが走行する車線R0、踏切を通る車線R0の対向車線R1、前走車両mA1、前走車両mA1より進行方向(図中のX軸方向)側に位置する他車両mA2、対向車線の他車両mD、遮断機RC0などの位置、および必要に応じて速度を認識する。また、認識部130は、車線R0上の停止線SL0、および車線R1の停止線SL1を認識する。
周辺認識部132は、例えば、遮断機RC0およびRC1の位置、停止線SL0およびSL1の位置や、踏切内を示す区画線または区画色に基づいて、停車回避エリアCAを認識する。周辺認識部132は、図3に示す例においては、車線R0およびR1の区画線と、停止線SL0およびSL1とに基づいて、停車回避エリアCAを認識する。周辺認識部132は、車線R0およびR1の区画線と、遮断器RC0およびRC1とに基づいて、停車回避エリアCAを認識してもよい。
図4は、踏切付近の前方風景を平面図にしたものである。周辺認識部132は、例えば、まず図3に示した前方風景の中で(例えばカメラ画像で)認識した上記各交通要素を、上空から見た平面上の位置に変換した上で処理を行う。以下の説明は平面図を用いて行う。
[推定処理]
推定部134は、認識部130による上記の認識結果に基づいて、前走車両mA1が踏切内に停止すること(停止している、または、停止しそうなこと)を推定する。推定部134は、例えば、周辺認識部132により認識され、又は通信装置20により受信された前走車両mA1の速度や加減速に関する情報に基づいて、加減速度一定といった仮定の下、所定時間経過後(例えば、0コンマ数[sec]後)の速度を推定し、推定した速度がゼロ近傍(例えば1[km/h]未満)である場合に、前走車両mA1が停止すると推定する。
推定部134は、前走車両mA1が停止すると推定した場合、速度や加減速に基づいて、加減速度一定といった仮定の下、停止するまでの前走車両mA1の走行距離を計算する。推定部134は、前走車両mA1の現在の位置(例えば後端部)から計算した走行距離分進行方向側に移動した位置に後端部がある状態で停止すると推定する。
推定部134は、前走車両mA1の後端部の位置と停車回避エリアCAの位置関係に基づいて、前走車両mA1が踏切内に停止することを推定する。
具体的に、推定部134は、前走車両mA1の後端部の位置が停止線SL1よりも進行方向とは逆方向側にあり、且つ前走車両mA1が停止している場合、前走車両mA1が踏切内に停止すると推定する。停止線の位置は、停車回避エリアの境界線の一つとみなせるからである。
また、推定部134は、前走車両mA1の後端部の位置が遮断機RC1よりも進行方向とは逆方向側にあり、且つ前走車両mA1が停止しつつある場合、後端部の位置と計算した停止するまでの前走車両mA1の走行距離が、前走車両mA1の走行距離よりも長い場合、前走車両mA1が踏切内に停止すると推定する。
推定部134は、図4の例において、前走車両mA1が停止している場合、或いは、前走車両mA1の後端部の位置と停車回避エリアCAの端部との距離Lが、計算した停止するまでの前走車両mA1の走行距離よりも長い場合に、前走車両mA1が踏切内に停止すると推定する。
[前走車両用のスペース]
特定場面制御部142は、推定部134により前走車両mA1が踏切内に停止すると推定された場合に前走車両用のスペースA1を確保する。特定場面制御部142は、周辺認識部132により認識された前走車両mA1の車種などに基づいて、スペースA1のサイズを決定する。特定場面制御部142は、スペースA1の進行方向側の端部を、停止線SL0を基準として定める。
特定場面制御部142は、スペースA1のサイズを決定する際に、周辺認識部132による前走車両mA1の認識結果に基づいて前走車両mA1の車体の大きさ(全長および車幅)を推定してスペースA1を確保する。特定場面制御部142は、車車間通信等を介して前走車両mA1より受信した情報に、前走車両mA1の車種に関する情報が含まれる場合には、その情報に基づいて車体の大きさを推定してスペースA1を確保する。また、特定場面制御部142は、周辺認識部132による認識結果から前走車両mA1の車体の全長が推定できなかった場合には、自車両Mと同程度の全長であると推定してもよい。
前述したように、特定場面制御部142は、前走車両停車スペースA1を確保するように目標軌道を生成する。特定場面制御部142は、自車両MがスペースA1を既に通過している、または侵入している場合には自車両Mを後退させ、自車両MがスペースA1に到達していない場合には自車両MをスペースA1の手前に停車させる。図4の例では、自車両Mは前端部がスペースA1に入り込んでいるため、後方車両が存在する場合にはその車両と調整した上で、後退させる。
[前走車両への通知]
通知制御部180は、例えば、特定場面制御部142によりスペースA1を空けるように自車両Mを後退させる制御が行われる場合、後退し終えてスペースA1が確保できたタイミングや、後退を開始するタイミングで、前走車両mA1にスペースA1を通知する。通知制御部180は、特定場面制御部142によりスペースA1の手前で自車両Mを停止させる場合、自車両を停止させる位置を決定したタイミングや、スペースA1の確保を開始するタイミング、またはスペースA1の確保ができたタイミングで前走車両mA1にスペースA1を通知する。
通知制御部180は、例えば、スペースA1に該当する地面を照明することで前走車両mA1にスペースA1に移動可能であることを通知する。その場合、通知制御部180は、例えば、ヘッドライトの照射をスリット等で絞って地面を照明してもよいし、自車両Mのバンパー付近にスペースA1を通知する専用の照明装置(不図示)を備える場合にはその照明装置を制御することでスペースA1を前走車両mA1に通知してもよい。
また、通知制御部180は、自車両Mのヘッドライトを点灯または点滅させたり、ホーンを鳴動させたり、スピーカに前走車両mA1に後退を促す音声を流させたりすることで前走車両mA1にスペースA1を通知してもよい。また、通知制御部180は、前走車両mA1にスペースA1を通知するメッセージを送信することで通知してもよい。
なお、通知制御部180は、前走車両mA1への前走車両用エリアA1の通知と同時に、停車回避エリアCAに車両が停車していることを鉄道会社等に知らせる通信を通信装置20に行わせてもよい。
通知制御部180は、例えば、周辺認識部132により前走車両mA1が通知を検知して後退を始めたことを認識された場合や、前走車両mA1が前進または後退することで停車回避エリアを抜けたことを認識された場合、または前走車両mA1がスペースA1に到達したことを認識された場合に通知を停止する。
[交差点付近の認識処理]
図5は、交差点付近の自車両Mと前走車両mA1との位置を説明する平面図である。周辺認識部132は、例えば、まず前方風景の中で認識した各交通要素を、上空から見た平面上の位置に変換した上で処理を行う。周辺認識部132は、例えば、横断歩道CR0およびCR1の位置や、停止線SL0およびSL1の位置に基づいて、停車回避エリアCAを認識する。
[交差点付近の停車回避エリアに停車することの推定処理]
推定部134は、前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車するか否かを推定する。推定部134は、図5に示す例においては、平面視で停止線SL0や横断歩道CR0の位置と前走車両mA1の後端部の位置とを推定し、さらに前走車両mA1の車体の大きさを推定した上で、前走車両mA1の前端部の位置を推定することで、前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車するか否かを推定する。前走車両mA1の後端部が停車回避エリアCAの外に位置する場合であっても、前端部が停車回避エリアCAの内側に位置する可能性があるためである。
[前走車両用のスペース2]
特定場面制御部142は、推定部134により前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車すると推定された場合、スペースA1を確保し、通知制御部180にスペースA1を通知させる。
[他の停車回避エリアの認識処理]
図6は、前走車両mA1の位置を説明する平面図である。周辺認識部132は、例えば、まず前方風景の中で認識した交通要素を、上空から見た平面上の位置に変換した上で処理を行う。周辺認識部132は、例えば、カメラ10が撮像した画像または第2地図情報62の一方または両方に基づいて、停車回避エリアCAを示す停留所や、標識、標示などの交通要素を認識する。停車回避エリアCAを示す交通要素は、一般車両の停車が制限された領域を示すものであり、例えば、消防署や救急病院の緊急車両出入口などに示される。
[他の停車回避エリアに停車することの推定処理]
推定部134は、前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車するか否かを推定する。推定部134は、図6に示す例においては、平面視で停車回避エリアCAと前走車両mA1の後端部の位置とを認識することで、前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車するか否かを推定する。特定場面制御部142は、推定部134により前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車すると推定された場合、スペースA1を確保し、通知制御部180にスペースA1を通知させる。
[前走車両用のスペース3]
なお、特定場面制御部142は、推定部134により前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停車すると推定された場合、その停車回避エリアCAの種別や、周辺状況に基づいてスペースA1を確保するか否かを判定するものであってもよい。特定場面制御部142は、例えば、図6に示すように緊急車両mA4が停車回避エリアCA付近を通行したり、前走車両mA1に接近したりすると推定部134により推定される場合、スペースA1を確保するが、緊急車両mA4が前走車両mA1に接近しないと推定部134により推定される場合には、周辺状況に対応してスペースA1を確保するか否かを決定するものであってもよい。特定場面制御部142は、例えば、前走車両mA1以外の多数の周辺車両が移動しなければスペースA1が確保できない場合や、自車両Mの進行方向後方の混雑の度合に応じて、スペースA1を確保するか否かを決定する。
[処理フロー]
以下、車両制御装置100による一連の処理の流れを、フローチャートを用いて説明する。図7は、車両制御装置100の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定の周期で繰り返し実行されてよい。
まず、周辺認識部132は、自車両Mの周辺を認識する(ステップS100)。次に、周辺認識部132は、自車両Mの進行方向に停車回避エリアCAがあるか否かを判定する(ステップS102)。停車回避エリアCAがないと判定した場合、周辺認識部132は、処理を終了する。周辺認識部132により停車回避エリアCAがあると判定された場合、推定部134は、自車両Mの前走車両mA1の状態を推定する(ステップS104)。
次に、推定部134は、前走車両mA1が停止すると推定されるか否かを判定する(ステップS106)。前走車両mA1が停止すると推定しなかった場合、推定部134は、処理を終了する。前走車両mA1が停止すると推定した場合、推定部134は、前走車両mA1の停止位置を推定する(ステップS108)。
次に、推定部134は、前走車両mA1が停車回避エリアCA内で停止するか否かを判定する(ステップS110)。前走車両mA1が停車回避エリアCA内で停止しないと判定した場合、推定部134は、処理を終了する。前走車両mA1が停車回避エリアCA内で停止すると判定した場合、推定部134は、前走車両mA1に対するスペースA1を確保して(ステップS112)、前走車両mA1にそのスペースA1を通知制御部180に通知させる(ステップS114)。以上、本フローチャートの処理の説明を終了する。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、自車両Mの操舵および速度を制御する行動計画生成部140および第2制御部160と、自車両Mの周辺環境を認識する認識部130と、を備え、認識部130により、自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い停車回避エリアCAに前走車両mA1が停止してしまうと推定部134により推定された場合、前走車両mA1が停車回避エリアCAから後退して自車両Mの前方に停止するためのスペースA1を確保するように、自車両Mの速度または操舵を制御することにより、前走車両mA1が停車回避エリアCAで停止しないようにすることができ、より他車両に配慮した自動運転を実現することができる。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態の車両システム1Aについて説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同一の構成及び機能については第1の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第1の実施形態と同じ名称であるが構成または機能が異なるものについては、符号の末尾に「A」を付すものとする。
[踏切付近の認識処理2]
図8は、踏切付近の前走車両mA1の位置を説明する平面図である。認識部130は、例えば、自車両Mが走行する車線R0と、その対向車線R1と、前走車両mA1と、前走車両mA1より進行方向(図中のX軸方向)前方に位置するMA2と、対向車線の他車両MA3と、自車両Mの後方車両mA5と、遮断機RC0とを認識する。また、認識部130は、車線R0上の停止線SL0と、車線R1の停止線SL1とを認識する。また、認識部130は、遮断機RC0が設置された線路に沿って敷設された側道R2を認識する。
[踏切付近の停車回避エリアに停車することの推定処理2]
推定部134Aは、認識部130によるこれらの認識結果に基づいて、前走車両mA1が踏切内にあたる停車回避エリアCAに停止すること(または、停止しそうなこと)を推定する。
推定部134Aは、前走車両mA1が停車回避エリアCA内に停止すると推定した場合に、まず自車両Mを後退させてスペースA1を確保することができるか否かを判定する。特定場面制御部142は、推定部134Aにより自車両Mを後退させてスペースA1を確保することができると判定された場合には、自車両Mを後退させ、前走車両mA1にスペースA1を通知する。
推定部134Aは、後方車両mA5などが存在し、自車両Mが後退することが容易でない場合、自車両Mを後退させてスペースA1を確保することができないと判定し、自車両Mが進路を変更して移動することでスペースA1を確保することができるか否かを判定する。
推定部134Aは、例えば、図8に示すように側道R2のスペースA2に自車両Mを移動させることで、自車両Mが現在停止している位置をスペースA1とすることができると推定し、特定場面制御部142Aに推定結果を出力する。
[前走車両用のスペース4]
特定場面制御部142Aは、通知制御部180に前走車両mA1にスペースA1を通知するよう、ヘッドライトやホーン等を制御させる。特定場面制御部142Aは、自車両MがスペースA(M)に移動することで、スペースA1に該当する地面を照明することが困難になると想定され、且つ、後方車両mA5が地面を照明する機能を有する場合には、通信装置20を介して後方車両mA5にスペースA1に該当する地面を照明するよう依頼してもよい。
ただし、推定部134Aは、後方車両mA5のさらに後方に車両が停車しておらず、後方車両mA5が自車両Mと同様に後退することができると推定される場合(例えば、後方車両mA5が後退に即時同意し、後退を開始する場合)には、自車両Mを後退させてスペースA1を確保することができると判定してもよい。その場合、特定場面制御部142Aは、後方車両mA5に後退するよう通知し、後方車両mA5が後退を開始したことを確認した後に、前走車両mA1にスペースA1を通知する。
特定場面制御部142は、推定部134Aにより自車両Mを移動させてスペースA1を確保することができないと判定した場合には、停車回避エリアCAに車両が停車していることを鉄道会社等に知らせる通信を通信装置20に行わせる。
[処理フロー]
以下、第2の実施形態の車両制御装置100Aによる一連の処理の流れを、フローチャートを用いて説明する。図9は、車両制御装置100Aの処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定の周期で繰り返し実行されてよい。なお、図9に示すフローチャートのステップS200〜S210の処理は、図7のフローチャートのステップS100〜S110と対応する。また、図9に示すフローチャートのステップS216〜S218の処理は、図7のフローチャートのステップS112〜S114と対応する。
まず、周辺認識部132は、自車両Mの周辺を認識する(ステップS200)。次に、周辺認識部132は、自車両Mの進行方向に停車回避エリアCAがあるか否かを判定する(ステップS202)。停車回避エリアCAがないと判定した場合、周辺認識部132は、処理を終了する。周辺認識部132により停車回避エリアCAがあると判定された場合、推定部134Aは、自車両Mの前走車両mA1の状態を推定する(ステップS204)。
次に、推定部134Aは、前走車両mA1が停止すると推定されるか否かを判定する(ステップS206)。前走車両mA1が停止すると推定しなかった場合、推定部134Aは、処理を終了する。前走車両mA1が停止すると推定した場合、推定部134Aは、前走車両mA1の停止位置を推定する(ステップS208)。
次に、推定部134Aは、前走車両mA1が停車回避エリアCA内で停止するか否かを判定する(ステップS210)。前走車両mA1が停車回避エリアCA内で停止しないと判定した場合、推定部134Aは、処理を終了する。前走車両mA1が停車回避エリアCA内で停止すると判定した場合、推定部134Aは、後退または停止によって前走車両mA1に対するスペースA1を確保できるか否かを判定する(ステップS212)。スペースA1を確保できると判定した場合、推定部134Aは、前走車両mA1に対するスペースA1を確保して(ステップS214)、通知制御部180にそのスペースA1を通知させて(ステップS216)、処理を終了する。
ステップS212において、スペースA1を確保できないと判定した場合、推定部134Aは、自車両MをスペースA2に移動させたり、後方車両mA5などの周辺車両に移動依頼を通知したりすることでスペースA1の確保を試みる(ステップS218)。推定部134Aは、前走車両mA1に対するスペースA1を確保できるか否かを再度判定し(ステップS220)、スペースA1を確保できると判定した場合、ステップS214に処理を進める。スペースA1を確保できないと判定した場合、停車回避エリアCAを管轄する鉄道会社等に通報する(ステップS222)。以上、本フローチャートの処理の説明を終了する。
<その他の実施形態>
車両制御装置100は、前走車両mA1が停車回避エリアCAに停車することを推定する例を示したが、他の周辺車両が停車回避エリアCAに停車することを推定した際に同様に周辺車両停車用スペースを確保するものであってもよい。
図10は、後方車両mA5の位置を説明する平面図である。推定部134Aは、自車両Mの進行方向の後方(図中X軸方向とは逆の方向)に存在する停車回避エリアCA内に、後方車両mA5が停止することを推定した場合、自車両Mが前進することで後方車両停車用スペースであるスペースA3を確保する。その際、特定場面制御部142は、自車両Mが前進するためのスペースを捻出するよう、先行車両mA1に依頼してもよい。
特定場面制御部142は、スペースA3を確保したことを後方車両mA5に通知制御部180に通知させる。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する他、認識部130により、自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い停車回避エリアCAに他車両が停止してしまうと推定部134Aにより推定された場合、他車両が停車回避エリアCAから抜け出して停止するための領域を確保することができないと推定された場合には自車両Mの進路を変更することでスペースA1を確保することにより、他車両が停車回避エリアCAで停止しないようにすることができ、より他車両に配慮した自動運転を実現することができる。
[ハードウェア構成]
図11は、実施形態の各種制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、各種制御装置は、通信コントローラ100−1、CPU100−2、ワーキングメモリとして使用されるRAM100−3、ブートプログラムなどを格納するROM100−4、フラッシュメモリやHDDなどの記憶装置100−5、ドライブ装置100−6などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ100−1は、自動運転制御装置100以外の構成要素との通信を行う。記憶装置100−5には、CPU100−2が実行するプログラム100−5aが格納されている。このプログラムは、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(不図示)などによってRAM100−3に展開されて、CPU100−2によって実行される。これによって、第1制御部120、第2制御部160のうち一部または全部が実現される。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の操舵および速度を制御し、
前記自車両の周辺環境を認識し、
前記認識において、前記自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域を後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御する、
ように構成されている、車両制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
1、1A…車両システム、10…カメラ、12…レーダ装置、14…ファインダ、16…物体認識装置、20…通信装置、40…車両センサ、50…ナビゲーション装置、51…GNSS受信機、53…経路決定部、61…推奨車線決定部、80…運転操作子、100、100A…車両制御装置、120…第1制御部、130…認識部、132…周辺認識部、134、134A…推定部、140…行動計画生成部、142、142A…特定場面制御部、160…第2制御部、162…取得部、164…速度制御部、166…操舵制御部、180…通知制御部、200…走行駆動力出力装置、210…ブレーキ装置、220…ステアリング装置

Claims (12)

  1. 自車両の操舵および速度を制御する運転制御部と、
    自車両の周辺環境を認識する認識部と、
    を備える、車両制御装置であり、
    前記運転制御部は、前記認識部により、自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域から後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御する、
    車両制御装置。
  2. 前記前走車両に前記スペースに関する情報を通知する、通知制御部をさらに備える、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記通知制御部は、前記スペースの地面を照明することで前記前走車両に前記スペースに関する情報を通知する、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記車両が停止することが好ましく無い領域は、踏切を含み、
    前記運転制御部は、
    前記踏切を通り前記自車両の走行する車線の対向車線の停止線と、前記前走車両の後端部との位置関係に基づいて、前記車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうか否かを推定する、
    請求項1から3のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  5. 前記車両が停止することが好ましく無い領域は、踏切を含み、
    前記運転制御部は、
    前記踏切における前記踏切を通り前記自車両の走行する車線の対向車線を走行する車両に向けて設置された遮断機と前記前走車両の後端部との位置関係に基づいて、前記車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうか否かを推定する、
    請求項1から4のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  6. 前記車両が停止することが好ましく無い領域は、交差点を含み、
    前記運転制御部は、
    前記交差点を通り前記自車両の走行する車線の対向車線の停止線と、前記前走車両の後端部との位置関係に基づいて、前記車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうか否かを推定する、
    請求項1から5のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  7. 前記車両が停止することが好ましく無い領域は、一般車両の停車が制限された領域を含む、
    請求項1から6のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  8. 前記認識部は、前記前走車両の減速度合を認識し、
    前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記減速度合に基づいて、前記前走車両が前記領域に停止してしまうか否かを推定する、
    請求項1から7のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  9. 前記運転制御部は、前記認識部が前記領域に前記前走車両が停止してしまうと推定し、且つ、減速または後退によって前記スペースが確保できない場合、前記自車両の進路を変更して移動することで前記スペースを確保する、
    請求項1から8のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  10. 前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記領域に前記自車両の後方車両が停止してしまうと推定された場合、前記後方車両が前記領域を前進して自車両の後方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御する、
    請求項1から9のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  11. コンピュータが、
    自車両の操舵および速度を制御し、
    前記自車両の周辺環境を認識し、
    前記認識において、前記自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域を後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御する、
    車両制御方法。
  12. コンピュータに、
    自車両の操舵および速度を制御させ、
    前記自車両の周辺環境を認識させ、
    前記認識において、前記自車両の進行方向において車両が停止することが好ましく無い領域に前走車両が停止してしまうと推定された場合、前記前走車両が前記領域を後退して自車両の前方に停止するためのスペースを空けるように前記自車両の速度または操舵を制御させる、
    プログラム。
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