JP6942144B2

JP6942144B2 - 運転支援装置および運転支援方法

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Publication number: JP6942144B2
Application number: JP2018550930A
Authority: JP
Inventors: 中村　好孝; 好孝中村; 下谷　光生; 光生下谷; 小畑　直彦; 直彦小畑; 義典上野; 直志宮原; 友広椎野
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2021-09-29
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Description

本発明は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援装置および運転支援方法に関する。

車両が加速、操舵、および制動の全てを自動で行う自動運転で走行している場合において、ドライバはハンドル、アクセル、およびブレーキの操作を行わなくてよいため運転感覚が低下する。車両を自動運転から手動運転に移行する際、ドライバに運転感覚がないまま手動運転に移行すると車両の挙動が急に変化する可能性がある。従って、自動運転から手動運転への移行では如何に車両の挙動を急に変化させることなく、自動運転から手動運転に移行させるかが求められている。

従来、各種のセンサを利用して車両の走行状態を検出し、検出した走行状態に基づいて車両の予測走行軌跡を算出し、算出した予測走行軌跡を表示する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２４１４９３号公報

特許文献１では、ドライバの実際の運転操作に基づく予測走行軌跡を表示しているため、ドライバは現在の運転操作が適切か否かを判断することができる。しかし、特許文献１では、自動運転から手動運転への移行について考慮されていないため、予測走行軌跡に基づいて自動運転から手動運転への移行タイミングを適切に判断することができない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、自動運転から手動運転への移行タイミングを適切に判断することが可能な運転支援装置および運転支援方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による運転支援装置は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援装置であって、移行中において自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得する自動運転操作情報取得部と、移行中において自動運転操作を模擬した手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得する模擬手動運転操作情報取得部と、自動運転操作情報取得部が取得した自動運転操作情報と、模擬手動運転操作情報取得部が取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、模擬手動運転操作による車両の予測走行軌跡を生成する予測走行軌跡生成部と、予測走行軌跡生成部が生成した予測走行軌跡と、自動運転操作による車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行う表示制御部と、自動運転操作情報取得部が取得した自動運転操作情報と、模擬手動運転操作情報取得部が取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、自動運転から手動運転への移行タイミングを判定する移行タイミング判定部とを備え、移行タイミング判定部は、予測走行軌跡と予定走行軌跡との誤差が、予定走行軌跡の誤差許容範囲内であり、かつ自動運転操作による車両の加減速に対する模擬手動運転操作による車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲内であるとき、自動運転から手動運転に移行する判定を行う。

また、本発明による運転支援方法は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援方法であって、移行中において自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得し、移行中において自動運転操作を模擬した手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得し、取得した自動運転操作情報と、取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、模擬手動運転操作による車両の予測走行軌跡を生成し、生成した予測走行軌跡と、自動運転操作による車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行い、取得した自動運転操作情報と、取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、自動運転から手動運転への移行タイミングを判定し、予測走行軌跡と予定走行軌跡との誤差が、予定走行軌跡の誤差許容範囲内であり、かつ自動運転操作による車両の加減速に対する模擬手動運転操作による車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲内であるとき、自動運転から手動運転に移行する判定を行う。

本発明によると、運転支援装置は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援装置であって、移行中において自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得する自動運転操作情報取得部と、移行中において自動運転操作を模擬した手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得する模擬手動運転操作情報取得部と、自動運転操作情報取得部が取得した自動運転操作情報と、模擬手動運転操作情報取得部が取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、模擬手動運転操作による車両の予測走行軌跡を生成する予測走行軌跡生成部と、予測走行軌跡生成部が生成した予測走行軌跡と、自動運転操作による車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行う表示制御部と、自動運転操作情報取得部が取得した自動運転操作情報と、模擬手動運転操作情報取得部が取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、自動運転から手動運転への移行タイミングを判定する移行タイミング判定部とを備え、移行タイミング判定部は、予測走行軌跡と予定走行軌跡との誤差が、予定走行軌跡の誤差許容範囲内であり、かつ自動運転操作による車両の加減速に対する模擬手動運転操作による車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲内であるとき、自動運転から手動運転に移行する判定を行うため、自動運転から手動運転への移行タイミングを適切に判断することが可能となる。

また、運転支援方法は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援方法であって、移行中において自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得し、移行中において自動運転操作を模擬した手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得し、取得した自動運転操作情報と、取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、模擬手動運転操作による車両の予測走行軌跡を生成し、生成した予測走行軌跡と、自動運転操作による車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行い、取得した自動運転操作情報と、取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、自動運転から手動運転への移行タイミングを判定し、予測走行軌跡と予定走行軌跡との誤差が、予定走行軌跡の誤差許容範囲内であり、かつ自動運転操作による車両の加減速に対する模擬手動運転操作による車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲内であるとき、自動運転から手動運転に移行する判定を行うため、自動運転から手動運転への移行タイミングを適切に判断することが可能となる。

本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態による運転支援装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による運転支援装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による運転支援装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による運転支援装置の動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態による運転支援装置における表示の一例を示す図である。本発明の実施の形態による運転支援装置における表示の一例を示す図である。本発明の実施の形態による運転支援装置における表示の一例を示す図である。本発明の実施の形態による運転支援装置における表示の一例を示す図である。本発明の実施の形態による運転支援装置における表示の一例を示す図である。本発明の実施の形態による運転支援装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による運転支援装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態による運転支援システムの構成の一例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。

＜実施の形態＞
＜構成＞
まず、本発明の実施の形態による運転支援装置の構成について説明する。

図１は、本実施の形態による運転支援装置１の構成の一例を示すブロック図である。なお、図１では、本実施の形態による運転支援装置を構成する必要最小限の構成要素を示している。また、運転支援装置１は車両に搭載されており、車両が加速、操舵、および制動の全てを自動で行う自動運転と、ドライバによる手動運転との切り替えが可能であるものとする。

図１に示すように、運転支援装置１は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援し、自動運転操作情報取得部２と、模擬手動運転操作情報取得部３と、予測走行軌跡生成部４と、表示制御部５とを備えている。

自動運転操作情報取得部２は、自動運転から手動運転への移行中において自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得する。模擬手動運転操作情報取得部３は、自動運転から手動運転への移行中において自動運転操作を模擬した手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得する。

予測走行軌跡生成部４は、自動運転操作情報取得部２が取得した自動運転操作情報と、模擬手動運転操作情報取得部３が取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、模擬手動運転操作による車両の予測走行軌跡を生成する。表示制御部５は、予測走行軌跡生成部４が生成した予測走行軌跡と、自動運転操作による車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行う。

次に、図１に示す運転支援装置１を含む運転支援装置の他の構成について説明する。

図２は、運転支援装置６の構成の一例を示すブロック図である。なお、車両は、ドライブ・バイ・ワイヤを搭載しており、運転支援装置６はＥＣＵ（Electronic Control Unit）に相当する。

図２に示すように、運転支援装置６は、予測走行軌跡生成部４と、表示制御部５と、自動運転制御部７と、操舵制御部８と、ステアリングアクチュエータ制御部９と、操舵角比較部１０と、アクセル制御部１１と、アクセル量比較部１２と、ブレーキ制御部１３と、ブレーキ量比較部１４と、加減速比較部１５と、運転能力判定部１６とを備えている。

ステアリングアクチュエータ制御部９は、ステアリングアクチュエータ１８に接続されている。操舵角比較部１０は、操舵角センサ２０に接続されている。アクセル量比較部１２は、アクセル踏込量検出センサ２２に接続されている。ブレーキ量比較部１４は、ブレーキ踏込量検出センサ２４に接続されている。

操舵制御部８は、車両操舵系２５に接続されている。表示制御部５は、表示機２６に接続されている。アクセル制御部１１は、エンジン２８に接続されている。ブレーキ制御部１３は、ブレーキ２９に接続されている。レーン情報抽出部１７は、車外カメラ２７に接続されている。

自動運転制御部７は、図示しないセンサ等によって検出された情報に基づいて、自動運転に係る車両の操舵、加速、および減速の制御を行う。センサは、車両の周辺状況を検出するセンサであり、例えば車外カメラ２７を含むカメラ、レーザ、ライダーなどが挙げられる。

操舵制御部８は、自動運転時には、自動運転制御部７が決定した操舵角に基づいて車両操舵系２５を制御する。また、操舵制御部８は、手動運転時には、操舵角センサ２０で検出された操舵角に基づいて車両操舵系２５を制御する。操舵角センサ２０は、ステアリング１９の回転角から車両の操舵角を検出する。ステアリング１９は、ドライバによる車両の操舵を目的として操作される。

ステアリングアクチュエータ制御部９は、ステアリングアクチュエータ１８を制御する。ステアリングアクチュエータ１８は、ステアリングアクチュエータ制御部９による制御によって、ステアリング１９に反発力を与える。具体的には、ステアリングアクチュエータ制御部９は、模擬手動運転操作時において、あたかもドライバが手動運転しているかのような反発力をステアリング１９に与えるようステアリングアクチュエータ１８を制御する。例えば、車両の速度が遅い場合において、ステアリングアクチュエータ制御部９は、弱い反発力をステアリング１９に与えるようにステアリングアクチュエータ１８を制御する。また、車両が加速している場合において、ステアリングアクチュエータ制御部９は、強い反発力をステアリング１９に与えるようにステアリングアクチュエータ１８を制御する。このように、ステアリングアクチュエータ制御部９は、実際に手動運転操作を行う場合にステアリング１９に付されるであろう反発力をステアリング１９に与えるようにステアリングアクチュエータ１８を制御する。

操舵角比較部１０は、模擬手動運転操作時において、自動運転制御部７が決定した操舵角を操舵制御部８から取得し、操舵角センサ２０で検出された操舵角を操舵角センサ２０から取得した後、両者を比較する。具体的には、操舵角比較部１０は、操舵制御部８から取得した操舵角と、操舵角センサ２０から取得した操舵角とを比較し、操舵制御部８から取得した操舵角に対する操舵角センサ２０から取得した操舵角の誤差を算出する。すなわち、操舵角比較部１０は、自動運転操作に係る操舵角と模擬手動運転操作に係る操舵角とを比較し、自動運転操作に係る操舵角に対する模擬手動運転操作に係る操舵角の誤差を算出する。

アクセル制御部１１は、自動運転時には、自動運転制御部７が決定したアクセル量に基づいてエンジン２８を制御する。具体的には、アクセル量に応じてエンジン２８におけるスロットルバルブの開度が決定し、アクセル量が大きいほどスロットルバルブの開度が大きくなる。また、アクセル制御部１１は、手動運転時には、アクセル踏込量検出センサ２２で検出されたアクセル踏込量に基づいてエンジン２８を制御する。具体的には、アクセル踏込量に応じてエンジン２８におけるスロットルバルブの開度が決定し、アクセル踏込量が大きいほどスロットルバルブの開度が大きくなる。アクセル踏込量検出センサ２２は、アクセルペダル２１の踏込量をアクセル踏込量として検出する。このように、自動運転制御部７が決定したアクセル量と、アクセル踏込量検出センサ２２で検出されたアクセル踏込量とは同義であり、以下では総称してアクセル量ともいう。

アクセルペダル２１は、ドライバによる車両の加減速を目的として操作される。具体的には、ドライバがアクセルペダル２１を踏み込めば車両が加速し、走行中にドライバがアクセルペダル２１の踏み込みを止めれば車両は減速する。

アクセル量比較部１２は、模擬手動運転操作時において、自動運転制御部７が決定したアクセル量をアクセル制御部１１から取得し、アクセル踏込量検出センサ２２で検出されたアクセル踏込量をアクセル踏込量検出センサ２２から取得した後、両者を比較する。具体的には、アクセル量比較部１２は、アクセル制御部１１から取得したアクセル量と、アクセル踏込量検出センサ２２から取得したアクセル踏込量とを比較し、アクセル制御部１１から取得したアクセル量に対するアクセル踏込量検出センサ２２から取得したアクセル踏込量の誤差を算出する。すなわち、アクセル量比較部１２は、自動運転操作に係るアクセル量と模擬手動運転操作に係るアクセル踏込量とを比較し、自動運転操作に係るアクセル量に対する模擬手動運転操作に係るアクセル踏込量の誤差を算出する。

ブレーキ制御部１３は、自動運転時には、自動運転制御部７が決定したブレーキ量に基づいてブレーキ２９を制御する。具体的には、ブレーキ量に応じてブレーキ２９における油圧が決定し、ブレーキ量が大きいほど油圧が高くなる。また、ブレーキ制御部１３は、手動運転時には、ブレーキ踏込量検出センサ２４で検出されたブレーキ踏込量に基づいてブレーキ２９を制御する。具体的には、ブレーキ踏込量に応じてブレーキ２９における油圧が決定し、ブレーキ踏込量が大きいほど油圧が高くなる。ブレーキ踏込量検出センサ２４は、ブレーキペダル２３の踏込量をブレーキ踏込量として検出する。このように、自動運転制御部７が決定したブレーキ量と、ブレーキ踏込量検出センサ２４で検出されたブレーキ踏込量とは同義であり、以下では総称してブレーキ量ともいう。ブレーキペダル２３は、ドライバによる車両の減速を目的として操作される。

ブレーキ量比較部１４は、模擬手動運転操作時において、自動運転制御部７が決定したブレーキ量をブレーキ制御部１３から取得し、ブレーキ踏込量検出センサ２４で検出されたブレーキ踏込量をブレーキ踏込量検出センサ２４から取得した後、両者を比較する。具体的には、ブレーキ量比較部１４は、ブレーキ制御部１３から取得したブレーキ量と、ブレーキ踏込量検出センサ２４から取得したブレーキ踏込量とを比較し、ブレーキ制御部１３から取得したブレーキ量に対するブレーキ踏込量検出センサ２４から取得したブレーキ踏込量の誤差を算出する。すなわち、ブレーキ量比較部１４は、自動運転操作に係るブレーキ量と模擬手動運転操作に係るブレーキ踏込量とを比較し、自動運転操作に係るブレーキ量に対する模擬手動運転操作に係るブレーキ踏込量の誤差を算出する。

加減速比較部１５は、模擬手動運転操作時において、アクセル量比較部１２によるアクセル量の比較結果と、ブレーキ量比較部１４によるブレーキ量の比較結果とに基づいて、加減速の比較を行う。具体的には、加減速比較部１５は、アクセル量比較部１２で算出された自動運転操作に係るアクセル量に対する模擬手動運転操作に係るアクセル踏込量の誤差と、ブレーキ量比較部１４で算出された自動運転操作に係るブレーキ量に対する模擬手動運転操作に係るアクセル踏込量の誤差とを比較し、自動運転操作に対する模擬手動運転操作の加減速の誤差を算出する。

予測走行軌跡生成部４は、模擬手動運転操作時において、操舵角比較部１０による操舵角の比較結果と、加減速比較部１５による加減速の比較結果とに基づいて、模擬手動運転操作を行った場合に車両が今後どのような軌跡で走行するのかを示す予測走行軌跡を生成する。具体的には、予測走行軌跡生成部４は、自動運転制御部７によって予め定められた予定走行軌跡を基準とし、操舵角の比較結果における操舵角の誤差と、加減速の比較結果における加減速の誤差とを考慮して予測走行軌跡を生成する。ここで、予定走行軌跡とは、自動運転制御部７が決定した自動運転操作を行った場合に車両が今後どのような軌跡で走行する予定であるのかを示す軌跡である。

表示制御部５は、模擬手動運転操作時において、予測走行軌跡生成部４で生成された予測走行軌跡と、レーン情報抽出部１７で抽出された走行レーンとを合わせて表示機２６に表示する制御を行う。レーン情報抽出部１７は、車外カメラ２７が撮影した映像から車両が現在走行中の走行レーンをレーン情報として抽出する。車外カメラ２７は、少なくとも車両の前方を撮影することができればよい。本実施の形態において、レーン情報抽出部１７が抽出した走行レーンは、自動運転制御部７が決定した予定走行軌跡に相当する。表示機２６としては、例えばヘッドアップディスプレイ、インストルメンタルパネル内に設けられたディスプレイ、ダッシュボードに設けられたセンターディスプレイ、または携帯通信端末などが挙げられる。

運転能力判定部１６は、模擬手動運転操作時において、自動運転から手動運転への切り替えが可能か否かを判定する。すなわち、運転能力判定部１６は、車両の挙動が急に変化しないように自動運転操作から手動運転操作を引き継ぐことが可能な運転操作能力をドライバが有しているか判定する。このように、運転能力判定部１６は、自動運転から手動運転への移行タイミングを判定する移行タイミング判定部としての機能を有している。運転能力判定部１６の詳細については後述する。

なお、図２では、車両がエンジン２８で走行する場合について示しているが、これに限るものではない。例えば、車両がモータで走行する場合であっても同様である。

図３は、運転支援装置６のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、運転支援装置１についても同様である。

運転支援装置６における予測走行軌跡生成部４、表示制御部５、自動運転制御部７、操舵制御部８、ステアリングアクチュエータ制御部９、操舵角比較部１０、アクセル制御部１１、アクセル量比較部１２、ブレーキ制御部１３、ブレーキ量比較部１４、加減速比較部１５、運転能力判定部１６、およびレーン情報抽出部１７の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、運転支援装置６は、予測走行軌跡を生成し、表示を制御し、自動運転を制御し、操舵を制御し、ステアリングアクチュエータを制御し、操舵角を比較し、アクセルを制御し、アクセル量を比較し、ブレーキを制御し、ブレーキ量を比較し、加減速を比較し、自動運転から手動運転への切り替えが可能か否かを判定し、レーン情報を抽出するための処理回路を備える。処理回路は、メモリ３１に格納されたプログラムを実行するプロセッサ３０（中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）である。

運転支援装置６における予測走行軌跡生成部４、表示制御部５、自動運転制御部７、操舵制御部８、ステアリングアクチュエータ制御部９、操舵角比較部１０、アクセル制御部１１、アクセル量比較部１２、ブレーキ制御部１３、ブレーキ量比較部１４、加減速比較部１５、運転能力判定部１６、およびレーン情報抽出部１７の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ３１に格納される。処理回路は、メモリ３１に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、運転支援装置６は、予測走行軌跡を生成するステップ、表示を制御するステップ、自動運転を制御するステップ、操舵を制御するステップ、ステアリングアクチュエータを制御するステップ、操舵角を比較するステップ、アクセルを制御するステップ、アクセル量を比較するステップ、ブレーキを制御するステップ、ブレーキ量を比較するステップ、加減速を比較するステップ、自動運転から手動運転への切り替えが可能か否かを判定するステップ、レーン情報を抽出するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ３１を備える。また、これらのプログラムは、予測走行軌跡生成部４、表示制御部５、自動運転制御部７、操舵制御部８、ステアリングアクチュエータ制御部９、操舵角比較部１０、アクセル制御部１１、アクセル量比較部１２、ブレーキ制御部１３、ブレーキ量比較部１４、加減速比較部１５、運転能力判定部１６、およびレーン情報抽出部１７の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、あらゆる記憶媒体が該当する。

＜動作＞
次に、運転支援装置６の動作について説明する。

図４は、運転支援装置６の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、運転支援装置６は、自動運転解除要求を受け付ける。自動運転解除要求が行われる場合としては、例えば、ドライバが図示しない入力部を介して自動運転解除を要求する場合、自動運転制御部７が自動運転可能なエリアでなくなると判断し自動運転を解除する場合などがある。

ステップＳ２において、自動運転制御部７は、運転能力判定部１６に対して加減速の誤差許容範囲をセットする。ここで、加減速の誤差許容範囲とは、自動運転から手動運転への移行時に、自動運転操作に対する模擬手動運転操作の加減速の誤差が許容される範囲のことをいう。自動運転制御部７は、周辺状況を含む車両の走行状態に応じて加減速の誤差許容範囲を決定する。

ステップＳ３において、自動運転制御部７は、運転能力判定部１６に対して走行レーンの誤差許容範囲をセットする。ここで、走行レーンの誤差許容範囲とは、自動運転から手動運転への移行時に、予定走行軌跡である走行レーンに対して予測走行軌跡が許容される範囲のことをいう。自動運転制御部７は、走行レーンの幅および車両の幅に基づいて走行レーンの誤差許容範囲を決定する。

ステップＳ４において、自動運転制御部７は、模擬手動運転操作を開始する。ステアリングアクチュエータ制御部９は、ステアリングアクチュエータ１８を制御してステアリング１９に反発力を与える。模擬手動運転操作中、車両は自動運転制御部７による自動運転操作によって走行している。

ステップＳ５において、操舵角比較部１０は、自動運転制御部７が決定した操舵角を自動運転操作情報として操舵制御部８から取得する。アクセル量比較部１２は、自動運転制御部７が決定したアクセル量を自動運転操作情報としてアクセル制御部１１から取得する。ブレーキ量比較部１４は、自動運転制御部７が決定したブレーキ量を自動運転操作情報としてブレーキ制御部１３から取得する。このように、操舵角比較部１０、アクセル量比較部１２、およびブレーキ量比較部１４は、図１に示す自動運転操作情報取得部２として機能する。

ステップＳ６において、操舵角比較部１０は、操舵角センサ２０で検出された操舵角を模擬手動運転操作情報として操舵角センサ２０から取得する。アクセル量比較部１２は、アクセル踏込量検出センサ２２で検出されたアクセル踏込量を模擬手動運転操作情報として取得する。ブレーキ量比較部１４は、ブレーキ踏込量検出センサ２４で検出されたブレーキ踏込量を模擬手動運転操作情報として取得する。このように、操舵角比較部１０、アクセル量比較部１２、およびブレーキ量比較部１４は、図１に示す模擬手動運転操作情報取得部３として機能する。

ステップＳ７において、予測走行軌跡生成部４は、自動運転制御部７によって予め定められた予定走行軌跡を基準とし、操舵角の比較結果における操舵角の誤差と、加減速の比較結果における加減速の誤差とを考慮して予測走行軌跡を生成する。

ステップＳ８において、レーン情報抽出部１７は、車外カメラ２７が撮影した映像から車両が現在走行中の走行レーンをレーン情報として抽出する。

ステップＳ９において、表示制御部５は、予測走行軌跡生成部４で生成された予測走行軌跡と、レーン情報抽出部１７で抽出された走行レーンとを合わせて表示機２６に表示する制御を行う。

ステップＳ１０において、運転能力判定部１６は、予測走行軌跡生成部４で生成された予測走行軌跡と、レーン情報抽出部１７で抽出された走行レーンとに基づいて、予測走行軌跡が走行レーン内にあるか否かを判定する。具体的には、運転能力判定部１６は、予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が、ステップＳ３でセットされた走行レーンの誤差許容範囲内であるか否かを判定する。予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が走行レーンの誤差許容範囲内である場合は、ステップＳ１１に移行する。一方、予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が走行レーンの誤差許容範囲内でない場合は、ステップＳ５に移行する。

なお、ステップＳ１０における判定は、予め定められた時間（例えば５秒間）行われる。運転能力判定部１６は、予め定められた時間、予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が走行レーンの誤差許容範囲内であるか否かを判定する。そして、予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が走行レーンの誤差許容範囲内である場合は、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、運転能力判定部１６は、加減速比較部１５で算出された自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が、ステップＳ２でセットされた加減速の誤差許容範囲内であるか否かを判定する。加減速比較部１５で算出された自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が加減速の誤差許容範囲内である場合は、ステップＳ１２に移行する。一方、加減速比較部１５で算出された自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が加減速の誤差許容範囲内でない場合は、ステップＳ５に移行する。

なお、ステップＳ１１における判定は、予め定められた時間（例えば５秒間）行われる。運転能力判定部１６は、予め定められた時間、自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が加減速の誤差許容範囲内であるか否かを判定する。そして、自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が加減速の誤差許容範囲内である場合は、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１０で予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が走行レーンの誤差許容範囲内であったとしても、実際の自動運転操作による加減速の程度と、模擬手動運転操作による加減速の程度とが異なる場合がある。この場合、自動運転から手動運転に移行すると、車両の挙動が急に変化する可能性がある。このような車両の急な挙動の変化を防ぐために、ステップＳ１１において、運転能力判定部１６は、自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が加減速の誤差許容範囲内であるか否かを判定している。

ステップＳ１２において、自動運転制御部７は、模擬手動運転操作を終了し、自動運転を解除する。すなわち、車両は、自動運転から手動運転に移行する。以後、車両はドライバによる手動運転操作によって走行する。

なお、上記において、運転能力判定部１６が自動運転から手動運転への移行ができないと判断した場合は、周囲の状況を考慮して車両を停車させて自動運転を解除してもよい。

＜表示例＞
次に、図４のステップＳ９において、表示制御部５によって表示機２６に表示される情報の表示例１，２について説明する。

＜表示例１＞
図５，６は、表示機２６に表示される情報の一例を示す図である。なお、図５，６に示す表示機２６は、ヘッドアップディスプレイである。図６は、実際の表示の様子を示しており、表示機２６以外に示されている景色は、車両のフロントガラス越しに見える前方の景色である。

表示制御部５は、レーン情報抽出部１７で抽出されたレーン情報に基づいて、簡略化した走行レーン３２を生成する。そして、表示制御部５は、予測走行軌跡生成部４で生成された予測走行軌跡３３を走行レーン３２に重畳して表示機２６に表示する制御を行う。

図５，６では、予測走行軌跡３３は走行レーン３２の右側を越えており、車両の速度が遅いか、右方向にステアリング１９を回し過ぎであることを示している。図５，６の状態で自動運転から手動運転に移行すると、車両が右隣の走行レーンにはみ出てしまう。この場合、ドライバは、表示機２６を参照し、予測走行軌跡３３が走行レーン３２内に収まるようにステアリング１９、アクセルペダル２１、およびブレーキペダル２３を操作する。

なお、図６において、車両の速度が遅いか、右方向にステアリング１９を回し過ぎである旨を表示機２６に表示してもよい。

図６において、予測走行軌跡３３が走行レーン３２内にあって模擬手動運転操作が適切である場合と、予測走行軌跡３３が走行レーン３２を越えており模擬手動運転操作が不適切である場合とで、予測走行軌跡３３の色を異ならせてもよい。

＜表示例２＞
図７〜９は、表示機２６に表示される情報の一例を示す図である。なお、図７〜９に示す表示機２６はヘッドアップディスプレイであり、表示機２６にはＡＲ（Augmented Reality）技術を用いた情報が表示される。図７〜９は、実際の表示の様子を示しており、表示機２６以外に示されている景色は、車両のフロントガラス越しに見える前方の景色である。

表示制御部５は、レーン情報抽出部１７で抽出されたレーン情報に基づいて、表示機２６に表示される走行レーン３４を特定する。図７〜９の例では、走行レーン３４の両側のラインが太線で示されている。そして、表示制御部５は、予測走行軌跡生成部４で生成された予測走行軌跡３３を走行レーン３４に重畳して表示機２６に表示する制御を行う。

図７では、予測走行軌跡３３は走行レーン３４内に収まっており、模擬手動運転操作が適切であることを示している。図８では、予測走行軌跡３３は走行レーン３４の左側を越えており、速度が速いか、右方向へのステアリング１９の回転が不足していることを示している。図９では、予測走行軌跡３３は走行レーン３４の右側を越えており、車両の速度が遅いか、右方向にステアリング１９を回し過ぎであることを示している。図８または図９の場合、ドライバは、表示機２６を参照し、予測走行軌跡３３が走行レーン３４内に収まるようにステアリング１９、アクセルペダル２１、およびブレーキペダル２３を操作する。

なお、図８において、速度が速いか、ステアリング１９の右方向への回転が不足している旨を表示機２６に表示してもよい。同様に、図９において、車両の速度が遅いか、ステアリング１９を右方向に回し過ぎである旨を表示機２６に表示してもよい。

図７に示すような模擬手動運転操作が適切である場合と、図８，９に示すような模擬手動運転操作が不適切である場合とで、予測走行軌跡３３の色を異ならせてもよい。

＜変形例＞
次に、本実施の形態の変形例１，２について説明する。

＜変形例１＞
図１０は、変形例１による運転支援装置３５の構成の一例を示すブロック図である。

図１０に示すように、運転支援装置３５は、トランスミッション制御部３６を備えることを特徴としている。トランスミッション制御部３６は、シフト位置検出センサ３８およびトランスミッション３９の各々に接続されている。その他の構成および動作は、図２に示す運転支援装置６と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

トランスミッション制御部３６は、自動運転時には、自動運転制御部７が決定したシフト位置に基づいてトランスミッション３９を制御する。また、トランスミッション制御部３６は、手動運転時は、シフト位置検出センサ３８で検出されたシフト位置に基づいてトランスミッション３９を制御する。シフト位置検出センサ３８は、シフトレバー３７のシフト位置を検出する。

シフトレバー３７は、トランスミッション３９の歯車の組み合わせを切り替えることを目的として操作される。例えば、車両を加速させるときは、シフトレバー３７をシフトアップする。また、車両が下り坂を走行中のときは、シフトレバー３７をシフトダウンすることによってエンジンブレーキを作動させる。このように、シフトレバー３７のシフト位置は、車両の加減速に寄与する。

加減速比較部１５は、模擬手動運転操作時において、シフト位置検出センサ３８で検出されたシフト位置をシフト情報として取得する。すなわち、加減速比較部１５は、シフト情報を模擬手動運転操作情報として取得する模擬手動運転操作情報取得部として機能する。

加減速比較部１５は、模擬手動運転操作時において、アクセル量比較部１２によるアクセル量の比較結果と、ブレーキ量比較部１４によるブレーキ量の比較結果と、シフト位置検出センサ３８で検出されたシフト情報とに基づいて、加減速の比較を行う。

上記より、ドライバは、模擬手動運転操作時にシフトレバー３７を操作することができ、シフト位置を考慮した自動運転操作と模擬手動運転操作との誤差を把握することができる。

＜変形例２＞
図１１は、変形例２による運転支援装置４０の構成の一例を示すブロック図である。

図１１に示すように、運転支援装置４０は、音声出力制御部４１を備えることを特徴としている。音声出力制御部４１は、スピーカ４２に接続されている。その他の構成および動作は、図２に示す運転支援装置６と同様であるため、ここでは説明を省略する。

音声出力制御部４１は、図４のステップＳ１０において予測走行軌跡と走行レーンとの誤差が走行レーンの誤差許容範囲内でない場合、または図４のステップＳ１１において自動運転操作に対する模擬運転操作の加減速の誤差が加減速の誤差許容範囲内でない場合に、その旨をスピーカ４２から音声出力する制御を行う。音声出力制御部４１は、例えば、「右に曲がりすぎです。」または「加速し過ぎです。」など、自動運転操作に対する模擬手動運転操作の誤差を音声出力する制御を行う。なお、音声出力制御部４１は、例えば、「ステアリングを左に回してください。」または「アクセルペダルの踏み込みを弱めてください。」など、自動運転操作に近づけるためにドライバが行うべき模擬手動運転操作について音声出力する制御を行ってもよい。

上記より、ドライバは、自動運転操作と模擬手動運転操作との誤差を音声で把握することができる。

以上のことから、本実施の形態によれば、運転支援装置は、自動運転から手動運転への移行タイミングを適切に判断することが可能となる。また、予測走行軌跡と予定走行軌跡とを合わせて表示することによって、ドライバは自動運転操作と模擬手動運転操作との差異を容易に把握することができる。さらに、ドライバは、自動運転操作に近づけるためにはどのような操作を行えば良いのか運転操作の組み合わせを含めて考えるため、運転感覚を確実に得ることができる。従って、車両の挙動が急に変化することなく自動運転から手動運転に移行することができる。

以上で説明した運転支援装置は、車載用ナビゲーション装置、すなわちカーナビゲーション装置だけでなく、車両に搭載可能なＰＮＤ（Portable Navigation Device）およびサーバなどを適宜に組み合わせてシステムとして構築されるナビゲーション装置あるいはナビゲーション装置以外の装置にも適用することができる。この場合、運転支援装置の各機能あるいは各構成要素は、上記システムを構築する各機能に分散して配置される。

具体的には、一例として、運転支援装置をサーバに配置することができる。例えば、図１２に示すように、車両側に運転支援装置４３を備え、サーバ４４に運転能力判定部１６を備えることによって、運転支援システムを構築することができる。なお、図１０に示す運転支援装置３５、および図１１に示す運転支援装置４０についても同様である。

上記の構成とした場合であっても、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。

また、上記の実施の形態における動作を実行するソフトウェア（運転支援方法）を、例えばサーバに組み込んでもよい。

具体的には、一例として、上記の運転支援方法は、車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援方法であって、移行中において自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得し、移行中において自動運転操作を模擬した手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得し、取得した自動運転操作情報と、取得した模擬手動運転操作情報とに基づいて、模擬手動運転操作による車両の予測走行軌跡を生成し、生成した予測走行軌跡と、自動運転操作による車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行う。

上記より、上記の実施の形態における動作を実行するソフトウェアをサーバに組み込んで動作させることによって、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１運転支援装置、２自動運転操作情報取得部、３模擬手動運転操作情報取得部、４予想走行軌跡生成部、５表示制御部、６運転支援装置、７自動運転制御部、８操舵制御部、９ステアリングアクチュエータ制御部、１０操舵角比較部、１１アクセル制御部、１２アクセル量比較部、１３ブレーキ制御部、１４ブレーキ量比較部、１５加減速比較部、１６運転能力判定部、１７レーン情報抽出部、１８ステアリングアクチュエータ、１９ステアリング、２０操舵角センサ、２１アクセルペダル、２２アクセル踏込量検出センサ、２３ブレーキペダル、２４ブレーキ踏込量検出センサ、２５車両操舵系、２６表示機、２７車外カメラ、２８エンジン、２９ブレーキ、３０プロセッサ、３１メモリ、３２走行レーン、３３予測走行軌跡、３４走行レーン、３５運転支援装置、３６トランスミッション制御部、３７シフトレバー、３８シフト位置検出センサ、３９トランスミッション、４０運転支援装置、４１音声出力制御部、４２スピーカ、４３運転支援装置、４４サーバ。

Claims

車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援装置であって、
前記移行中において前記自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得する自動運転操作情報取得部と、
前記移行中において前記自動運転操作を模擬した前記手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得する模擬手動運転操作情報取得部と、
前記自動運転操作情報取得部が取得した前記自動運転操作情報と、前記模擬手動運転操作情報取得部が取得した前記模擬手動運転操作情報とに基づいて、前記模擬手動運転操作による前記車両の予測走行軌跡を生成する予測走行軌跡生成部と、
前記予測走行軌跡生成部が生成した前記予測走行軌跡と、前記自動運転操作による前記車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行う表示制御部と、
前記自動運転操作情報取得部が取得した前記自動運転操作情報と、前記模擬手動運転操作情報取得部が取得した前記模擬手動運転操作情報とに基づいて、前記自動運転から前記手動運転への移行タイミングを判定する移行タイミング判定部と、
を備え、
前記移行タイミング判定部は、前記予測走行軌跡と前記予定走行軌跡との誤差が、前記予定走行軌跡の誤差許容範囲内であり、かつ前記自動運転操作による前記車両の加減速に対する前記模擬手動運転操作による前記車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲内であるとき、前記自動運転から前記手動運転に移行する判定を行う、運転支援装置。
前記自動運転操作情報に含まれる前記車両の操舵角と、前記模擬手動運転操作情報に含まれる前記車両の操舵角とを比較する操舵角比較部と、
前記自動運転操作情報に含まれる前記車両のアクセル量と、前記模擬手動運転操作情報に含まれる前記車両のアクセル量とを比較するアクセル量比較部と、
前記自動運転操作情報に含まれる前記車両のブレーキ量と、前記模擬手動運転操作情報に含まれる前記車両のブレーキ量とを比較するブレーキ量比較部と、
をさらに備え、
前記予測走行軌跡生成部は、前記操舵角比較部による比較結果、前記アクセル量比較部による比較結果、および前記ブレーキ量比較部による比較結果に基づいて前記予測走行軌跡を生成することを特徴とする、請求項１に記載の運転支援装置。
前記模擬手動運転操作情報取得部は、前記車両のシフトレバーの位置を示す情報であるシフト情報を前記模擬手動運転操作情報として取得し、
前記予測走行軌跡生成部は、前記シフト情報にも基づいて前記予測走行軌跡を生成することを特徴とする、請求項１に記載の運転支援装置。
前記表示制御部は、前記車両が走行するレーンを前記予定走行軌跡として表示する制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の運転支援装置。
前記表示制御部は、カメラが撮影した前記レーンに前記予測走行軌跡を重畳して表示する制御を行うことを特徴とする、請求項４に記載の運転支援装置。
前記表示制御部は、簡略化した前記レーンに前記予測走行軌跡を重畳して表示する制御を行うことを特徴とする、請求項４に記載の運転支援装置。
前記自動運転操作情報取得部が取得した前記自動運転操作情報と、前記模擬手動運転操作情報取得部が取得した前記模擬手動運転操作情報とに基づいて、前記自動運転操作による前記車両の加減速に対する前記模擬手動運転操作による前記車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲でない場合、当該誤差許容範囲内でないことを音声出力する制御を行う音声出力制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の運転支援装置。
車両における自動運転からドライバによる手動運転への移行を支援する運転支援方法であって、
前記移行中において前記自動運転を実行する自動運転操作の情報である自動運転操作情報を取得し、
前記移行中において前記自動運転操作を模擬した前記手動運転を実行する模擬手動運転操作の情報である模擬手動運転操作情報を取得し、
前記取得した前記自動運転操作情報と、前記取得した前記模擬手動運転操作情報とに基づいて、前記模擬手動運転操作による前記車両の予測走行軌跡を生成し、
前記生成した前記予測走行軌跡と、前記自動運転操作による前記車両の予定走行軌跡とを合わせて表示する制御を行い、
前記取得した前記自動運転操作情報と、前記取得した前記模擬手動運転操作情報とに基づいて、前記自動運転から前記手動運転への移行タイミングを判定し、
前記予測走行軌跡と前記予定走行軌跡との誤差が、前記予定走行軌跡の誤差許容範囲内であり、かつ前記自動運転操作による前記車両の加減速に対する前記模擬手動運転操作による前記車両の加減速の誤差が、加減速の誤差許容範囲内であるとき、前記自動運転から前記手動運転に移行する判定を行う、運転支援方法。