JP6990160B2

JP6990160B2 - 自動運転支援装置

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Publication number: JP6990160B2
Application number: JP2018184744A
Authority: JP
Inventors: 敬祐桑原
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: US20200103903A1; JP2020052974A; DE102019121513A1; CN110968092A; US11269333B2

Description

本発明は、設定された走行ルートに沿って自車両を自動運転させている状態で、走行ルートを変更した後、当初の設定ルートと新たな候補ルートとを比較し、候補ルートへの変更が困難な場合は、当初の設定ルートに沿って走行させる自動運転支援装置に関する。

運転者が運転する車両（自車両）に搭載されているカーナビゲーションシステムでは、運転者が目的地をセットすると、ＧＰＳ衛星を代表とするＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System ）衛星等の測位衛星から受信した位置情報に基づいて自車両Ｍの現在位置（自車位置）を検出し、高精度道路地図（ダイナミックマップ）とのマッチングにより自車位置から目的地までの走行ルートを設定する。そして、この走行ルートに沿って自車両を目的地まで誘導する。その際、自動運転支援装置が、高速道路や一般道路の一部、或いは全行程において自車両の運転を運転者に代わって自動運転を行う。

自車両が自動運転で走行している場合、基本的に、運転者はハンドルを把持し、且つ、前方を常時視認している必要なく、自動運転支援装置からハンドルの把持要求があるまでは、ある程度リラックスしていることができる。従って、搭乗者（主に運転者）は自動運転による走行中に音声や端末（モニタのタッチパネル、携帯端末、パーソナルコンピュータ等）の操作により、リルート要求（目的地の変更、或いは、経由地の追加、変更、及び削除）を行うことが可能となる。尚、このリルート要求は助手席等に着座している搭乗者が行うこともできる。

例えば、ＷＯ２０１７／０００６６５１号公報には、自動運転が実行されている状態で、運転者が新たな目的地を設定すると、新たな走行ルートが構築され、この新たな走行ルートに含まれる自動運転可能区間が、現在の走行ルートに含まれる自動運転可能区間と異なる場合は、現在の走行ルートから新たな走行ルートへの変更が可能か否かを判定し、可能であると判定した場合、新たな走行ルートに含まれる自動運転可能区間において自動運転を実行させるようにした技術が開示されている。

ＷＯ２０１７／０００６６５１号公報

上述した文献に開示されている技術では、自動運転モードでの走行中に運転者の設定した新たな目的地に自車両を誘導する走行ルートが構築され、このルート変更を運転者が許可した場合、自動運転制御部は、変更後の走行ルートに従って自動運転が開始される。従って、例えば、変更前の走行ルートが直進で、変更後の走行ルートが前方の分岐路を分岐するルートに設定された場合、自動運転制御部は自車両を分岐路方向へ進路変更させる操舵制御を行うことになる。

分岐路方向へ進路変更するに際し、例えば、道路が３車線で、自車両は中央の車線を走行しており、分岐路が左側車線に接続されている場合、先ず、自車両を左側車線に進路変更した後、分岐路方向へ進路変更する。その際、左側車線に他の車両が併走、或いは近接している場合、進路変更することが困難となる。

その結果、走行ルートに沿った自動運転を継続することが困難となるため、自動運転制御部は運転モードを、自動運転モードから、ステレオカメラ等にて前方を認識しながら周知の追従車間距離制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）、及び車線維持制御（ＡＬＫ：Active Lane Keep）を行う、運転支援モードに切換える。

運転支援モードは運転者がハンドルを把持することが条件であるが、自車両Ｍが再構築前の走行ルートで走行しているにも拘わらず、運転モードのみが自動運転モードから運転支援モードに切り替わった場合、運転者に混乱と不快感を与えてしまう不都合がある。

又、変更前の走行ルートが分岐路を分岐する方向に設定されており、変更後の走行ルートが直進方向に構築された場合、変更前の走行ルートに従って、自車両が分岐路を分岐する方向に操舵制御を開始するタイミングに差し掛かっている際に、走行ルートが直進方向へ変更され、自動運転制御部が自車両を直進方向へ進路変更させる操舵制御に切り換わった場合、操舵が不安定化し、運転者に不快感を与えてしまう不都合がある。

このことは、目的地の変更のみならず、経由地の追加、変更、及び削除等の他のリルート要求を行った場合も同様である。

本発明は、上記事情に鑑み、搭乗者のリルート要求によって走行ルートが再構築され、直近の進路変更が間に合わない場合であっても、走行モードが自動運転モードから運転支援モードに切り替わってしまうことがなく、運転者が受ける混乱、不快感を緩和することのできる自動運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、道路地図情報を記憶する記憶手段と、自車両の現在位置を推定する自車位置推定手段と、搭乗者が操作して目的地や経由地の情報を入力するルート情報入力手段と、前記自車位置推定手段で推定した前記自車両の現在位置と前記ルート情報入力手段から入力された目的地とを結ぶ走行ルートを前記記憶手段に記憶されている前記道路地図情報に基づいて構築する走行ルート設定手段と、前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートに沿って前記自車両を自動運転させる自動運転制御手段とを備える自動運転支援装置において、前記自動運転制御手段は、前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートを変更するリルート要求により新たな走行ルートが再構築されたか否かを調べるリルート要求判定手段と、前記リルート要求判定手段で再構築ありと判定した場合、前記走行ルート設定手段で構築した前記新たな走行ルートの候補である候補ルートを読込み、直近の分岐路に対する再構築前の前記走行ルートと前記候補ルートとを比較し、異なる方向への進路変更が設定されているか否かを調べる進路比較手段と、前記進路比較手段で前記候補ルートが前記直近の分岐路方向への進路変更であると判定した場合、前記道路地図情報に基づき前記自車両の現在位置から道路地図上の前記分岐路に設定されている分岐点までの距離と、前記自車両が走行している車線から前記分岐路側の車線に移動するための車線変更回数と前記自車両の車速とに基づいて設定した進路変更必要距離とを比較し、前記分岐点までの距離が前記進路変更必要距離よりも短い場合、進路変更不可と判定し、進路変更不可と判定された場合は再構築前の前記走行ルートに沿って前記自動運転を継続させる進路変更可能判定手段と、前記進路変更可能判定手段で前記分岐路方向への進路変更が可能であると判定された場合であっても、前記自車両が走行している車線から前記分岐路側の車線に移動するための車線変更方向に前記自車両の車線変更を阻害する並走車、後続車、先行車がある場合、車線変更不可と判定する車線変更可能判定手段と、前記進路変更可能判定手段が進路変更可、且つ前記車線変更可能判定手段が車線変更不可と判定した場合、新たな走行ルートをオートリルートにより再構築させるオートリルート手段と、を有する。
本発明の一態様は、道路地図情報を記憶する記憶手段と、自車両の現在位置を推定する自車位置推定手段と、搭乗者が操作して目的地や経由地の情報を入力するルート情報入力手段と、前記自車位置推定手段で推定した前記自車両の現在位置と前記ルート情報入力手段から入力された目的地とを結ぶ走行ルートを前記記憶手段に記憶されている前記道路地図情報に基づいて構築する走行ルート設定手段と、前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートに沿って前記自車両を自動運転させる自動運転制御手段とを備える自動運転支援装置において、前記自動運転制御手段は、前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートを変更するリルート要求により新たな走行ルートが再構築されたか否かを調べるリルート要求判定手段と、前記リルート要求判定手段で再構築ありと判定した場合、前記走行ルート設定手段で構築した前記新たな走行ルートの候補である候補ルートを読込み、直近の分岐路に対する再構築前の前記走行ルートと前記候補ルートとを比較し、異なる方向への進路変更が設定されているか否かを調べる進路比較手段と、前記進路比較手段で前記直近の分岐路に対する進路変更が設定されていると判定した場合、進路変更が可能か否かを調べる進路変更可能判定手段と、を有し、前記進路変更可能判定手段は、自動車線変更制御が動作中か否かを調べ、動作中のときは進路変更不可と判定し、進路変更不可と判定した場合は再構築前の前記走行ルートに沿って前記自動運転を継続させる。

本発明によれば、搭乗者からの走行ルートを変更するリルート要求により走行ルートが再構築された場合、直近の分岐路に対する再構築前の走行ルートと新たに構築された走行ルートの候補である候補ルートとを比較し、異なる方向への進路変更が設定されている場合、進路変更が可能か否かを調べ、進路変更不可と判定された場合は再構築前の走行ルートに沿って自動運転を継続させるようにしたので、搭乗者のリルート要求によって再構築された走行ルートでは、直近の進路変更が間に合わない場合と判定された場合であっても、走行モードが自動運転モードから運転支援モードに切り替わってしまうことがなく、運転者が受ける混乱、不快感を緩和させることができる。

自動運転支援システムの機能ブロック図自動運転制御処理ルーチンを示すフローチャート（その１）自動運転制御処理ルーチンを示すフローチャート（その２）搭乗者のリルート要求により走行ルートが直進方向に設定されている状態から分岐路方向に変更する候補ルートが構築された状態を示す説明図搭乗者のリルート要求により走行ルートが分岐路方向に設定されている状態から直進方向に変更する候補ルートが構築された状態を示す説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示す自動運転支援システムは、自車両Ｍ（図４、図５のＭ１～Ｍ６参照）に搭載されている。この自動運転支援システム１は、自車両Ｍの現在位置（自車位置）を検出するロケータユニット１１、自車両Ｍ前方の走行環境を認識するカメラユニット２１、周辺監視ユニット２２、及び自動運転制御手段としての自動運転制御ユニット２３を有している。このロケータユニット１１、及びカメラユニット２１は一方が不調を来した場合には、他方のユニットで自動運転支援を一時的に継続させる冗長系が構築されている。

自動運転制御ユニット２３は、ロケータユニット１１とカメラユニット２１とから得られた情報を比較し、現在走行中の道路形状が同一か否かを常時監視し、同一の場合に自動運転支援を継続させる。

ロケータユニット１１は道路地図上の自車位置を推定すると共に、この自車位置の周辺、及び前方の道路地図データを取得する。一方、カメラユニット２１は自車両Ｍが走行している車線（自車走行車線）の左右を区画する区画線の中央の道路曲率を求めると共に、この左右区画線の中央を基準とする自車両Ｍの車幅方向の横位置偏差を検出する。更に、このカメラユニット２１は、自車両Ｍの前方の先行車、歩行者や二輪車（自転車、自動二輪車）等の移動体を含む立体物、自車走行車線の左右を区画する区画線、道路標識、信号現示（点灯色）等を認識する。

ロケータユニット１１は、地図ロケータ演算部１２と記憶手段としての高精度道路地図データベース１６とを有している。この地図ロケータ演算部１２、後述する前方走行環境認識部２１ｄ、周辺環境認識部２２ｂ、及び自動運転制御ユニット２３は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、不揮発性記憶部等を備える周知のマイクロコンピュータ、及びその周辺機器で構成されており、ＲＯＭにはＣＰＵで実行するプログラムやデータテーブル等の固定データ等が予め記憶されている。

この地図ロケータ演算部１２の入力側に、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)受信機１３、自律走行センサ１４、及びルート情報入力手段としてのルート情報入力装置１５が接続されている。ＧＮＳＳ受信機１３は複数の測位衛星から発信される測位信号を受信する。又、自律走行センサ１４は、トンネル内走行等ＧＮＳＳ衛生からの受信感度が低く測位信号を有効に受信することのできない環境において、自律走行を可能にするもので、車速センサ、ヨーレートセンサ、及び前後加速度センサ等で構成されている。すなわち、地図ロケータ演算部１２は、車速センサで検出した車速、ヨーレートセンサで検出したヨーレート（ヨー角速度）、及び前後加速度センサで検出した前後加速度等に基づき移動距離と方位からローカライゼーションを行う。

ルート情報入力装置１５は、搭乗者（主に運転者）が操作する端末装置であり、自動運転のＯＮ／ＯＦＦ、目的地や経由地の設定、及びリルート要求（目的地の変更、経由地の追加、変更、削除）等、自動運転に関連する一連の操作を集約して行うことができる。このルート情報入力装置１５は、具体的には、カーナビゲーションシステムの入力部、携帯端末、パーソナルコンピュータ等であり、地図ロケータ演算部１２に対して、有線、或いは無線で接続されている。

搭乗者はルート情報入力装置１５を操作して、自動運転のＯＮ／ＯＦＦ、及び目的地や経由地の情報（施設名、住所、電話番号等）の入力、及び、入力した目的地や経由地の削除を行うこと、この入力情報が地図ロケータ演算部１２で読込まれる。地図ロケータ演算部１２は、目的地や経由地が入力された場合、その位置座標（緯度、経度）を設定する。

地図ロケータ演算部１２は、自車位置を推定する自車位置推定手段としての自車位置推定演算部１２ａ、自車位置から目的地（及び経由地）までの走行ルートを設定する走行ルート設定手段としての走行ルート設定演算部１２ｂを備えている。

又、高精度道路地図データベース１６はＨＤＤ等の大容量記憶媒体であり、高精度な周知の道路地図情報（ローカルダイナミックマップ）が記憶されている。この高精度道路地図情報は、基盤とする最下層の静的情報階層上に、自動走行をサポートするために必要な付加的地図情報が重畳された階層構造をなしている。付加的地図情報としては、道路の種別（一般道路、高速道路等）、道路形状、左右区画線、道路標識、停止線、交差点、信号機等の静的な位置情報、及び、渋滞情報や事故或いは工事による通行規制等の動的な位置情報が含まれている。

自車位置推定演算部１２ａは、ＧＮＳＳ受信機１３で受信した測位信号に基づき自車両Ｍの現在の位置座標（緯度、経度）を取得し、この位置座標を地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置（現在位置）を推定する。更に、自車走行車線を特定し、地図情報に記憶されている当該走行車線の道路形状を取得し、逐次記憶させる。

更に、自車位置推定演算部１２ａは、トンネル内走行等のようにＧＮＳＳ受信機１３の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境では、自律航法に切換え、自律走行センサ１４によりローカライゼーションを行う。

走行ルート設定演算部１２ｂは、自車位置推定演算部１２ａで推定した自車位置の位置座標と、入力された目的地（及び経由地）の位置座標（緯度、経度）とに基づき、高精度道路地図データベース１６に格納されているローカルダイナミックマップを参照して、自車位置と目的地（経由地が設定されている場合は、経由地を経由した目的地）とを結ぶ走行ルートを、予め設定されているルート条件（推奨ルート、最速ルート等）に従って構築する。又、この走行ルートは、自車両Ｍの前方数百メートル～数キロ毎に確定する。又、走行中に、搭乗者がルート情報入力装置１５を操作して、リルート要求（目的地の変更、或いは経由地の追加、変更、削除）が行われた場合、走行ルートを再構築し、自車両Ｍの前方数百メートル～数キロ先の最初の走行ルートを、未確定の走行ルート（以下、「候補ルート」と称する）として設定する。

一方、カメラユニット２１は、自車両Ｍの車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ２１ａ及びサブカメラ２１ｂからなる車載カメラ（ステレオカメラ）と、画像処理ユニット（ＩＰＵ）２１ｃ、及び前方走行環境認識部２１ｄとを有している。このカメラユニット２１は、メインカメラ２１ａで基準画像データを撮像し、サブカメラ２１ｂで比較画像データを撮像する。

そして、この両画像データをＩＰＵ２１ｃにて所定に画像処理する。前方走行環境認識部２１ｄは、ＩＰＵ２１ｃで画像処理された基準画像データと比較画像データとを読込み、その視差に基づいて両画像中の同一対象物を認識すると共に、その距離データ（自車両Ｍから対象物までの距離）を、三角測量の原理を利用して算出して、前方走行環境情報を認識する。この前方走行環境情報には、自車両Ｍが走行する車線（走行車線）の道路形状（左右を区画する区画線、区画線間中央の道路曲率[1/m]、及び左右区画線間の幅（車線幅）)、交差点、横断歩道、信号機、道路標識、及び路側障害物（電柱、電信柱、ガードレール、塀、駐車車両等）が含まれている。

一方、周辺監視ユニット２２は、自車両Ｍ周辺の移動体（車両、歩行者、二輪車等）を監視するもので、超音波センサ、ミリ波レーダやライダー（LIDAR;Light Detection and Ranging）等からなる周辺監視センサ２２ａ、及びこの周辺監視センサ２２ａからの信号に基づいて自車両Ｍ周辺の移動体を認識する周辺環境認識部２２ｂを有している。

又、自動運転制御ユニット２３は、入力側にカメラユニット２１の前方走行環境認識部２１ｄが接続されており、更に、地図ロケータ演算部１２と車内通信回線（例えばＣＡＮ:Controller Area Network）を通じて双方向通信自在に接続されている。又、この自動運転制御ユニット２３の出力側に、自車両Ｍを走行ルートに沿って走行させる操舵制御部３１、強制ブレーキにより自車両Ｍを減速させるブレーキ制御部３２、自車両Ｍの車速を制御する加減速制御部３３、及びモニタ、スピーカ等の報知装置３４が接続されている。

自動運転制御ユニット２３は、操舵制御部３１、ブレーキ制御部３２、加減速制御部３３を所定に制御して、ＧＮＳＳ受信機１３で受信した自車位置を示す測位信号に基づき、自車両Ｍを走行ルート設定演算部１２ｂで構築した走行ルートに沿って自動走行させる。その際、前方走行環境認識部２１ｄで認識した前方走行環境に基づき、周知の追従車間距離制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）、及び車線維持制御（ＡＬＫ：Active Lane Keep）を行い、先行車が検出された場合は先行車に追従し、先行車が検出されない場合は制限速度内のセット車速で走行させる。更に、自車両Ｍの直前を横切ろうとする立体物（歩行者、二輪車等）を検出した場合は、ブレーキ制御部３２を作動させて自車両Ｍを停車させる。

ところで、自動運転では、基本的に運転者はハンドルを把持し、且つ、前方を常時視認する必要はなく、自動運転支援装置からハンドルの把持要求があるまでは、ある程度リラックスしていることができる。従って、搭乗者（主に運転者）は自動運転による走行中に、端末機器等を操作してリルート要求（目的地の変更や経由地の追加、変更、及び削除）を行うことができる。

走行ルート設定演算部１２ｂは、ルート情報入力装置１５からのリルート要求（目的地や経由地の変更、或いは経由地の追加、削除）を受信した場合、走行ルートを上述したルート条件に従って再構築することになる。新たに構築された走行ルートが、自車両Ｍ前方で進路変更するように設定されていると、進路変更に要する操舵開始タイミングが間に合わない場合、或いは、周辺を併走する車両との関係から進路変更が困難となる場合がある。

その結果、自動運転制御ユニット２３は、自動運転を一時中断し、走行モードを運転支援モード（ＡＣＣ制御とＡＬＫ制御とによる運転支援）に遷移させる。しかし、自車両Ｍは再構築前の走行ルートを走行しているため、走行モードが自動運転モードから運転支援モードに切り替わってしまうと、運転者に混乱と不快感を与えることになる。

そのため、自動運転制御ユニット２３は、ルート情報入力装置１５からのリルート要求により走行ルート設定演算部１２ｂが新たな走行ルートを構築した場合、再構築後の走行ルートによる進路変更は可能か否かを調べる。そして、進路変更が間に合わない場合は、ロケータユニット１１に対して走行ルートの再演算を指令し、その間は、現在設定されている再構築前の走行ルートに沿って自動運転を継続させる。

この自動運転制御ユニット２３で実行される再構築後の走行ルートの検証は、図３、図４に示す自動運転制御処理ルーチン内において行われる。

先ず、ステップＳ１では、自動運転がＯＮされているか否かを、ロケータユニット１１を介して入力されるルート情報入力装置１５からの自動運転ＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて判定する。そして、自動運転がＯＦＦの場合はルーチンを抜ける。一方、自動運転がＯＮの場合は、ステップＳ２へ進み、ロケータユニット１１に設けられている走行ルート設定演算部１２ｂの状態に基づいて目的地が設定されているか否かを調べる。

走行ルート設定演算部１２ｂで走行ルートが構築されている場合は、目的地が設定されているためステップＳ２からステップＳ３へ進む。又、走行ルートが構築されていない場合は、目的地が設定されていないのでステップＳ５へ分岐する。

ステップＳ５では、カメラユニット２１の前方走行環境認識部２１ｄで認識した左右区画線に基づき、ＡＬＫ制御により自車両Ｍの左右方向を制御する。更に、ＡＣＣ制御により自車両Ｍの前後方向を制御する運転支援モードを実行させてルーチンを抜ける。

又、ステップＳ３へ進むと、搭乗者からのリルート要求により、走行ルートが再構築されているか否かを、ロケータユニット１１の走行ルート設定演算部１２ｂでの演算結果に基づいて調べる。そして、リルート要求がなく、従って走行ルートの再構築が行われていない場合は、ステップＳ４へ進み、走行ルート設定演算部１２ｂで設定した走行ルート（以下、「設定ルート」と称する）に基づく自動運転モードを実行させて、ルーチンを抜ける。

一方、走行ルート設定演算部１２ｂが、搭乗者からのリルート要求（目的地の変更、経由地の追加、変更、及び削除）により走行ルートを再構築したと判定した場合は、ステップＳ６へ分岐する。ステップＳ６では、走行ルート設定演算部１２ｂで再構築した走行ルートの中で、前方数百メートル～数キロ先の未確定の走行ルート（候補ルート）を読込む。尚、このステップＳ３での処理が本発明のリルート要求判定手段に対応している。

次いで、ステップＳ７へ進み、候補ルートは自車両Ｍの直近に接続されている分岐路を分岐する方向に設定されているか否かを調べる。尚、直近とは、本実施形態では、自車両Ｍの前方１Ｋｍ以内としているが、これに限定されるものではない。

そして、候補ルートが直近の分岐路を分岐する方向に設定されている場合は、ステップＳ８へ進む。又、候補ルートが直近の分岐路を直進する方向へ設定されている場合は、ステップＳ９へ分岐する。

ステップＳ８へ進むと、再構築前の設定ルートは直近の分岐路を分岐する方向に設定されているか否かを調べる。そして、分岐路方向への進路に設定されている場合は、直近の候補ルートと設定ルートとが一致しているため、ステップＳ１６へジャンプする。

一方、候補ルートが直近の分岐路を直進する方向に変更されている場合は、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、自車両Ｍから分岐路の手前に設定されている分岐点Ｌ０までの到達距離Ｌｋを、高精度道路地図情報から求める。図２に示すように、分岐点Ｌ０は自車両Ｍが分岐路方向へ進路変更しようとする際に、操舵を開始する位置であり、分岐路入口から数十メートル手前に設定されている。尚、図４のＭ１～Ｍ４は、自車両Ｍの走行車線上の位置を示すため付した記号である。

次いで、ステップＳ１１へ進み、現在の自車位置から分岐点Ｌ０までの距離に基づいて、分岐路方向への進路変更は可能か否かを調べる。先ず、判定しきい値となる進路変更必要距離Ｌαを算出する。

例えば、図２に示すように、分岐路が本線（図においては３車線）の左車線側に接続されており、分岐路の方向へ設定されている候補ルートを、自車両Ｍが左側車線の分岐点Ｌ０で読込んだ場合、車速が所定に減速されていれば分岐路方向への進路変更はかろうじて可能である。又、左車線を走行していても、分岐路の進入口を通過途上の位置Ｍ２では、進路変更を行うことはできない。

尚、自車両Ｍが位置Ｍ２を走行中に、運転者がハンドルを分岐路方向へ意図的に操舵した場合は操舵オーバライドとなり、自動運転が一時中断されるため、進路変更させることができる。この場合、分岐路を走行している際に、オートリルート機能により、走行ルートが再構築される。そして、搭乗者がルート情報入力装置１５の操作により自動運転をＯＮすることで、走行ルートに沿って走行する自動運転が再開される。

一方、自車両Ｍが本線の中央車線を走行している場合、分岐路方向へ進路変更するには、先ず、自車両Ｍを中央の車線から左側車線へ車線変更し、その後、分岐路方向へ進路変更させる必要がある。

自車両Ｍを分岐路方向へ進路変更するに際しては、分岐点Ｌ０に到達する前に自車両Ｍを左車線へ車線変更させる必要がある。従って、分岐点Ｌ０において進路変更を開始するには、先ず、自車両Ｍがどの車線を走行しているかを調べる。そして、車線変更回数ｎ（３車線の左車線を走行している場合は０、中央車線を走行している場合は１、右車線を走行している場合は２）を設定すると共に、対応する進路変更必要距離Ｌαを選択する。尚、本実施形態では、３車線を例示して説明しているため、α＝１～３となる。

次いで、この車線変更回数ｎに、１回の車線変更に要する時間（必要車線変更時間）ｔｓ[sec]と車線変更開始前のウインカＯＮ時間ｔｗ[sec]とを加算した値を乗算し、これに自車両Ｍの車速Ｖ[m/sec]を乗算する。又、自車両Ｍが分岐点Ｌ０に到達した際には、直進方向へ指向する安定した姿勢となっている必要があるため、姿勢を安定させる区間の距離（安定区間距離）Ｌｍ[m]を加算する。

すなわち、進路変更必要距離Ｌα（但し、本実施形態では、α＝１～３）は、
Ｌα＝ｎ（ｔｓ・ｔｗ）・Ｖ＋Ｌｍ
となる。ここで、必要車線変更時間ｔｓ、ウインカＯＮ時間ｔｗ、安定区間距離Ｌｍを固定値とすると、進路変更必要距離Ｌαは車線変更回数ｎと車速Ｖで決定されることになる。尚、自車両Ｍが左車線を走行している場合は、安定区間距離Ｌｍは０[m]であっても良い。

例えば、ｔｓ＝８[sec]，ｔｗ＝３[sec]，Ｖ＝２５[m/sec]（９０[Km/h]）、Ｌｍ＝３０[m]とした場合、自車両Ｍが左車線を走行している状態では、左車線での進路変更必要距離Ｌ１は、
Ｌ１＝Ｌα＝３０[m]
となる。従って、図４に示すように自車両Ｍが左車線の位置Ｍ１で候補ルートを読込んだ場合は、Ｌｋ≧Ｌ１であるため、進路変更は可能となる。

又、自車両Ｍが中央車線を走行している場合は、ｎ＝１であるため、中央車線での進路変更必要距離Ｌ２は、
Ｌ２＝３０５[m]
となる。更に、自車両Ｍが右車線を走行している場合は、ｎ＝２であるため、右車線での進路変更必要距離Ｌ３は、
Ｌ３＝５８０[m]
となる。

その後、ステップＳ１３へ進み、自車両Ｍが走行している車線に対応する進路変更必要距離Ｌα（但し、α＝１～３）と分岐点までの到達距離Ｌｋとを比較し、分岐路方向への進路変更が可能か否かを調べる。そして、Ｌα≦Ｌｋの進路変更可能と判定した場合、ステップＳ１４へ分岐する。又、Ｌα＞Ｌｋの進路変更不可と判定した場合は、ステップＳ１５へ進む。

例えば、図２示すように、自車両Ｍが中央車線の位置Ｍ３で候補ルートを読込んだ場合、進路変更必要距離Ｌ２を通過しているため、進路変更を行うことはできない。同様に、自車両Ｍが右車線の位置Ｍ４で候補ルートを読込んだ場合も、進路変更必要距離Ｌ３を通過しているため、進路変更を行うことはできない。尚、ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１３での処理が、本発明の進路変更可能判定手段に対応している。

そして、ステップＳ１３からステップＳ１４へ進むと、カメラユニット２１の前方走行環境認識部２１ｄ、及び周辺監視ユニット２２の周辺環境認識部２２ｂからの情報に基づき車線変更方向に自車両Ｍの車線変更を阻害する並走車、後続車、先行車等があるか否かを調べる。例えば、図示しないが、図４に示す右車線の進路変更必要距離Ｌ３の位置で自車両Ｍが候補ルートを読込んだ場合、Ｌ３≦Ｌｋである。従って、分岐路方向への進路変更は可能であるが、中央車線に先行車Ｐが走行しているため車線変更が阻害されるので、車線変更不可と判定する。一方、自車両Ｍが、図４に示す位置Ｍ１で候補ルートを読込んだ場合は、車線変更の方向に阻害する車両がないので、分岐路路方向への車線変更は可能と判定される。従って、このステップＳ１４は、本発明の車線変更可能判定手段としての機能を備えている。

一方、ステップＳ７からステップＳ９へ分岐すると、再構築前の設定ルートが直近の分岐路を直進する方向に設定されているか否かを調べ、直進方向に設定されている場合は、進路変更する必要がないためステップＳ１６へジャンプする。又、設定ルートが分岐路方向へ設定されている場合は、ステップＳ１２へ進む。尚、ステップＳ６～Ｓ９での処理が、本発明の進路比較手段に対応している。

ステップＳ１２では自動車線変更（ＡＬＣ）制御が動作中か否かを調べる。ＡＬＣ制御は、自動運転制御ユニット２３が設定ルートに従って、車線変更する際に、操舵制御部３１を制御動作させて車線変更を行わせるものである。従って、自車両Ｍが、図５に示す位置Ｍ５で候補ルートを読込んだ場合、ＡＬＣ制御が既に動作しているため、進行方向を直進方向に切換えると自車両Ｍの走行姿勢が不安定になってしまう。そのため、このような場合はステップＳ１２からステップＳ１５へジャンプする。従って、ステップＳ１２は、本発明の進路変更可能判定手段としての機能を備えている。

これに対し、自車両Ｍが、図５の位置Ｍ６で候補ルートを読込んだ場合は、ＡＬＣ制御が未動作であるため、進路を直進方向へ切換えたとしても、自車両Ｍの走行姿勢が不安定にはならないので、ステップＳ１６へジャンプする。

そして、ステップＳ１２～Ｓ１４の何れかからステップＳ１５へ進むと、条件を変更して走行ルートを再演算する指令を、走行ルート設定演算部１２ｂへ送信し、ステップＳ６へ戻る。ここで、条件の変更とは、自車両Ｍ直近の分岐路の走行は再構築前の設定ルートで設定し、当該分岐路を通過後の走行ルートをオートリルートにより再構築させる。尚、このステップＳ１５での処理が、本発明のオートリルート手段に対応している。

又、ステップＳ８、Ｓ９，Ｓ１２，Ｓ１４の何れかからステップＳ１６へ進むと、今回構築した候補ルートを、走行ルートに設定する指令信号を走行ルート設定演算部１２ｂへ送信して、ステップＳ４へ戻る。尚、この候補ルートを走行ルートに設定する場合、報知装置３４から運転者に走行ルートが変更される旨を報知する。

走行ルート設定演算部１２ｂでは、今回構築した候補ルートを設定ルートに確定させて、自動運転制御ユニット２３へ送信する。従って、候補ルートが確定されるまでは、再構築前の設定ルートで自動運転が継続されるので、運転者は何ら違和感、不快感を覚えることなくリラックスした状態を維持することができる。

そして、ステップＳ１６からステップＳ４へ戻ると、再構築後の、候補ルートが確定された設定ルートに基づいて自動運転が実行される。

このように、本実施形態では、自動運転中における搭乗者（主に運転者）のリルート要求を受けて、走行ルート設定演算部１２ｂが走行ルートを再構築し、新たに構築された候補ルートが、直近の分岐路を再構築前の設定ルートと異なる方向へ進行させるように設定された場合、現在の走行状態からは異なる方向への進路変更が間に合わないと判定した場合、再構築前の設定ルートに沿って自動運転を継続させるようにしている。そのため、走行モードが自動運転モードから運転支援モードに切り替わってしまうことがなく、運転者が受ける混乱、不快感を緩和することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、走行ルート設定演算部１２ｂでは、再構築後の候補ルートを複数設定し、図３のステップＳ６で複数の候補ルートを読込んだ際に、搭乗者が候補ルートの何れかを選択できるようにしても良い。

１…自動運転支援システム、
１１…ロケータユニット、
１２…地図ロケータ演算部、
１２ａ…自車位置推定演算部、
１２ｂ…走行ルート設定演算部、
１３…ＧＮＳＳ受信機、
１４…自律走行センサ、
１５…ルート要求情報入力装置、
１６…高精度道路地図データベース、
２１…カメラユニット、
２１ａ…メインカメラ、
２１ｂ…サブカメラ、
２１ｃ…画像処理ユニット（ＩＰＵ）、
２１ｄ…前方走行環境認識部、
２２…周辺監視ユニット、
２２ａ…周辺監視センサ、
２２ｂ…周辺環境認識部、
２３…自動運転制御ユニット、
３１…操舵制御部、
３２…ブレーキ制御部、
３３…加減速制御部、
３４…警報装置、
Ｌ０…分岐点、
Ｌ１～Ｌ３，Ｌα…進路変更必要距離、
Ｌｋ…到達距離、
Ｌｍ…安定区間距離、
Ｍ…自車両、
Ｍ１～Ｍ６…自車両の位置、
ｎ…車線変更回数、
Ｐ…先行車、
ｔｓ…必要車線変更時間、
ｔｗ…ウインカＯＮ時間、
Ｖ…車速

Claims

道路地図情報を記憶する記憶手段と、
自車両の現在位置を推定する自車位置推定手段と、
搭乗者が操作して目的地や経由地の情報を入力するルート情報入力手段と、
前記自車位置推定手段で推定した前記自車両の現在位置と前記ルート情報入力手段から入力された目的地とを結ぶ走行ルートを前記記憶手段に記憶されている前記道路地図情報に基づいて構築する走行ルート設定手段と、
前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートに沿って前記自車両を自動運転させる自動運転制御手段と
を備える自動運転支援装置において、
前記自動運転制御手段は、
前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートを変更するリルート要求により新たな走行ルートが再構築されたか否かを調べるリルート要求判定手段と、
前記リルート要求判定手段で再構築ありと判定した場合、前記走行ルート設定手段で構築した前記新たな走行ルートの候補である候補ルートを読込み、直近の分岐路に対する再構築前の前記走行ルートと前記候補ルートとを比較し、異なる方向への進路変更が設定されているか否かを調べる進路比較手段と、
前記進路比較手段で前記候補ルートが前記直近の分岐路方向への進路変更であると判定した場合、前記道路地図情報に基づき前記自車両の現在位置から道路地図上の前記分岐路に設定されている分岐点までの距離と、前記自車両が走行している車線から前記分岐路側の車線に移動するための車線変更回数と前記自車両の車速とに基づいて設定した進路変更必要距離とを比較し、前記分岐点までの距離が前記進路変更必要距離よりも短い場合、進路変更不可と判定し、進路変更不可と判定された場合は再構築前の前記走行ルートに沿って前記自動運転を継続させる進路変更可能判定手段と、
前記進路変更可能判定手段で前記分岐路方向への進路変更が可能であると判定された場合であっても、前記自車両が走行している車線から前記分岐路側の車線に移動するための車線変更方向に前記自車両の車線変更を阻害する並走車、後続車、先行車がある場合、車線変更不可と判定する車線変更可能判定手段と、
前記進路変更可能判定手段が進路変更可、且つ前記車線変更可能判定手段が車線変更不可と判定した場合、新たな走行ルートをオートリルートにより再構築させるオートリルート手段と、
を有することを特徴とする自動運転支援装置。
道路地図情報を記憶する記憶手段と、
自車両の現在位置を推定する自車位置推定手段と、
搭乗者が操作して目的地や経由地の情報を入力するルート情報入力手段と、
前記自車位置推定手段で推定した前記自車両の現在位置と前記ルート情報入力手段から入力された目的地とを結ぶ走行ルートを前記記憶手段に記憶されている前記道路地図情報に基づいて構築する走行ルート設定手段と、
前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートに沿って前記自車両を自動運転させる自動運転制御手段と
を備える自動運転支援装置において、
前記自動運転制御手段は、
前記走行ルート設定手段で構築した前記走行ルートを変更するリルート要求により新たな走行ルートが再構築されたか否かを調べるリルート要求判定手段と、
前記リルート要求判定手段で再構築ありと判定した場合、前記走行ルート設定手段で構築した前記新たな走行ルートの候補である候補ルートを読込み、直近の分岐路に対する再構築前の前記走行ルートと前記候補ルートとを比較し、異なる方向への進路変更が設定されているか否かを調べる進路比較手段と、
前記進路比較手段で前記直近の分岐路に対する進路変更が設定されていると判定した場合、進路変更が可能か否かを調べる進路変更可能判定手段と、
を有し、
前記進路変更可能判定手段は、自動車線変更制御が動作中か否かを調べ、動作中のときは進路変更不可と判定し、進路変更不可と判定した場合は再構築前の前記走行ルートに沿って前記自動運転を継続させることを特徴とする自動運転支援装置。
進路変更可能判定手段が進路変更不可と判定した場合、再構築前の前記走行ルートに沿って前記自動運転を継続させつつ前記分岐路を通過した後の新たな走行ルートをオートリルートにより再構築させるオートリルート手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の自動運転支援装置。