JP7009919B2 - 運転支援装置及び自動運転システム - Google Patents

Description

本発明は、運転支援装置及び自動運転システムに関する。

自動運転システムにおいては、自動運転を実現するために高精度な車両位置情報と車両方位情報を高精度なセンサを用いて検出するニーズが高まってきた。これらの情報は、例えばイグニッションスイッチのＯＮ時には、前回のイグニッションスイッチのＯＦＦ時までに記憶した走行履歴情報を参照して位置推定や方向推定を行うことによって、推定精度の向上や推定に要する時間の短縮を実現している。

特開２０１６－４６９２１号公報 特開２０１６－１３７７３１号公報

ところで、イグニッションスイッチのＯＦＦ状態では位置推定や方位推定が行われないことから、イグニッションスイッチのＯＦＦ状態での移動検知として、例えば特許文献１には、速度センサを用いて列車が移動したことを検知する構成が記載されている。また、特許文献２には、車両の移動を検知するセンサによる検知結果に基づいて位置情報を算出する構成が記載されている。

しかしながら、自動運転システムを実現しようとする際に、イグニッションスイッチのＯＦＦ状態で例えばフェリーに積載された車両がフェリーの移動に伴って移動した場合、その移動中においては自動運転システムが停止していることからその間は走行履歴情報が更新されず走行履歴情報の連続性が失われてしまうことになる。

このように走行履歴情報の連続性が失われた場合には、次のイグニッションスイッチのＯＮ時に起動した自動運転システムが走行履歴情報を参照するにしても走行履歴情報の連続性が失われてしまっていることから、そのことを認識してから現在の位置や方位を再度推定する必要がある。このため、現在の位置や方位を推定するまで自動運転禁止状態となったり、ユーザに誤った位置や方位を報知してしまったりするという問題がある。自動運転禁止状態となった場合は、自動運転システムが走行履歴情報を参照して現在の位置や方位を推定することで自動運転は可能であると判断して自動運転禁止状態を解除するまでユーザが車両を手動運転する必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、駐車状態の車両が移動した場合であっても、現在の位置及び方位を直ちに推定して自動運転を実行することが可能となる運転支援装置及び自動運転システムを提供することにある。

請求項１の発明によれば、車両の通常走行状態では、取得部（５ａ）は車両の位置及び方位を取得し、記憶部（５ｂ）は車両の走行履歴を示す走行履歴情報を記憶し、そして、推定部（５ｃ）は、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定している。

通常走行状態から駐車状態に移行した車両が移動すると、移動判定部（５ｅ）は、駐車状態の車両が移動中であると判定し、動作部（５ｆ）は、移動判定部（５ｅ）が車両は移動中であると判定した場合は、取得部（５ａ）及び記憶部（５ｂ）並びに推定部（５ｃ）を定期的に動作させる。これにより、駐車状態における走行履歴情報の連続性を確保することができるので、推定部（５ｃ）は、車両が駐車状態から通常走行状態に移行した場合に走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を直ちに推定することができる。この場合、車両が通常走行状態から駐車状態に移行した場合は、移動可能性の高い場所かを判定する駐車判定部（５ｄ）を備え、移動判定部は、駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に駐車状態の車両が移動中かを判定し、駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車していないと判定した場合にも駐車状態の車両が移動中かを判定する。

請求項５の発明によれば、走行軌道管理部（３）は、推定部（５ｃ）が推定した現在の位置及び方位に基づいて車両が走行する軌道を示す走行軌道情報を作成するので、車両運動制御部（４）は、車両が駐車状態から通常走行状態に移行した場合に、走行軌道情報を参照して車両の運動を制御して自動運転を実行することが可能となる。

第１実施形態における自動運転システムを概略的に示す機能ブロック図 ロケータ装置の動作を示すフローチャート 第２実施形態におけるロケータ装置の動作を示すフローチャート

（第１実施形態）
以下、第１施形態について図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、自動運転システム１は、ロケータ装置２（運転支援装置に相当）と、走行軌道管理装置３（走行軌道管理部に相当）と、車両運動制御装置４（車両運動制御部に相当）とから構成されている。

ロケータ装置２は、制御部５と、ＧＰＳ受信機６と、ジャイロセンサ７、Ｇセンサ８と、道路ネットワークデータ格納部９と、詳細地図データ格納部１０とを有する。ＧＰＳ受信機６は、ＧＰＳ衛星から放射されてＧＰＳルーフアンテナ１１に捕捉されたＧＰＳ電波を受信処理し、ＧＰＳ電波から抽出した各種パラメータを演算して自車両の位置を特定し、その特定した位置を示す位置信号を制御部５に出力する。

ジャイロセンサ７は、自車両に作用する角速度を検出し、その検出した角速度を示す角速度信号を制御部５に出力する。Ｇセンサ８は、自車両に作用する加速度を検出し、その検出した加速度を示す加速度信号を制御部５に出力する。

道路ネットワークデータ格納部９は、道路ネットワークデータを格納しており、道路ネットワークデータを制御部５に出力する。道路ネットワークデータとは、道路の形状、道路の位置、複数の道路間の接続、道路を構成する車線に関する情報等を示す地図情報である。

詳細地図データ格納部１０は、詳細地図データを格納しており、詳細地図データを制御部５に出力する。詳細地図データとは、道路を構成する車線の数、車線の幅、車線を区分するドットラインの位置や種類、車線の増減、車線間の接続関係、車線間の車両移動の可否等を含む地図情報である。

制御部５は、ＧＰＳ受信機６から入力した位置信号により示される自車両の位置を、ジャイロセンサ７から入力する角速度信号により示される角速度やＧセンサ８から入力する加速度信号により示される加速度で補正することで高精度な車両の現在位置を示す位置信号や車両の方位を示す方位信号を出力する。

補助バッテリ１２は、イグニッションスイッチ１３のＯＦＦ状態でロケータ装置２に給電するようになっており、車両バッテリと同様にエンジンの始動状態でオルタネータ側から給電されて充電される。

舵角センサ１４は、ハンドルの操舵角を検出し、その検出したハンドルの操舵角を示す舵角信号を走行軌道管理装置３に出力する。アクセルセンサ１５は、アクセルの操作量を検出し、その検出したアクセルの操作量を示すアクセル信号を走行軌道管理装置３に出力する。ブレーキセンサ１６は、ブレーキの操作量を検出し、その検出したブレーキの操作量を示すブレーキ信号を走行軌道管理装置３に出力する。

カメラ１７は、自車両の周囲を撮影し、その撮影した映像を含む映像信号を走行軌道管理装置３に出力する。カメラ１７は、例えばＣＣＤメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等であり、単数であっても良いし複数であっても良い。ミリ波レーダ１８は、ミリ波を自車両の周囲に送信し、反射波の受信状態により自車両の周囲に位置する物体（例えば先行車両）の存在を検出し、その検出結果を示す検出信号を走行軌道管理装置３に出力する。レーザレーダ１９は、レーザ光を自車両の周囲に照射し、反射光の受信状態により自車両の周囲に位置する物体の存在を検出し、その検出結果を示す検出信号を走行軌道管理装置３に出力する。ミリ波レーダ１８やレーザレーダ１９も単数であっても良いし複数であっても良い。

走行軌道管理装置３は、ロケータ装置２からの位置信号及び方位信号、舵角センサ１４から入力する舵角信号、アクセルセンサ１５から入力するアクセル信号、ブレーキセンサ１６から入力するブレーキ信号、カメラ１７から入力する映像信号、ミリ波レーダ１８から入力する検出信号、レーザレーダ１９から入力する検出信号を用い、自車両が走行する走行軌道を示す走行軌道情報を作成する。

車両運動制御装置４は、走行軌道管理装置３から走行軌道情報を入力すると、自車両が走行軌道情報により示される走行軌道にしたがって走行するように自車両の運動を制御する。

ロケータ装置２において、制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＩ／Ｏ（Input／Output）を有するマイクロコンピュータにより構成されている。制御部５は、非遷移的実体的記録媒体に格納されているコンピュータプログラムを実行することで、コンピュータプログラムに対応する処理を実行し、ロケータ装置２の動作全般を制御する。

制御部５は、取得部５ａ、記憶部５ｂ、推定部５ｃ、駐車判定部５ｄ、移動判定部５ｅ、動作部５ｆを有して構成されている。これらの各部は制御部５が実行するプログラムにより構成されており、ソフトウェアにより実現されている。

ところで、駐車状態の車両が移動した場合、駐車状態ではイグニッションスイッチ１３がＯＦＦされていることによりロケータ装置２が動作しないことから、駐車状態から通常走行状態となるまでの間はロケータ装置２が走行履歴情報を更新することができず、走行履歴情報の連続性が失われてしまうことになる。このように走行履歴情報の連続性が失われた状態で車両が駐車状態から通常走行状態に移行した場合は、走行履歴情報を参照して車両の現在の位置及び方位を推定することが困難となる。このため、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定できるようになるまで自動運転禁止状態となり、ユーザが手動運転したり、ユーザに誤った位置及び方位を報知したりする虞がある。

そこで、ロケータ装置２は、車両の駐車状態では、車両の位置及び方位を走行履歴情報に基づいて定期的に推定し、その推定した現在の位置及び方位に基づいて走行履歴情報を更新することで走行履歴情報の連続性を確保するように構成されている。

具体的には、図２に示すように、ロケータ装置２は、通常走行状態かを判定する（Ｓ１０１）。イグニッションスイッチ１３のＯＮ状態では、通常走行状態であると判定し（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定し（Ｓ１０２）、走行履歴情報を更新する（Ｓ１０３）。

さて、ユーザがイグニッションスイッチ１３をＯＦＦした場合は、通常走行状態から駐車状態に移行したと判定し（Ｓ１０１：ＮＯ）、移動可能性が高い場所かを判定する（Ｓ１０４）。本実施形態では移動可能性が高い場所としては車両がフェリーに積載された場合を想定しているが、これに限定されるものではなく、立体駐車場内のターンテーブル上で駐車状態に移行した場合を想定するようにしても良い。

以下の説明では、車両がフェリーに積載された場合を想定して説明する。車両がフェリーに積載された否かは、車両がフェリーポートから海上に移動して駐車状態となったかにより判定可能である。また、イグニッションスイッチ１３をＯＦＦした場合は、バッテリからロケータ装置２への給電が停止するが、バッテリに代えて補助バッテリ１２から給電されるようになるので、ロケータ装置２は継続して動作することができる。

ロケータ装置２は、移動可能性が高い場所で車両が駐車した場合は、移動中かを判定する（Ｓ１０５）。車両がフェリーに積載された状態では、ＧＰＳ信号を受信できないことが想定されることから、移動中かの判定は、ジャイロセンサ７及びＧセンサ８からの信号が所定のしきい値を上回ったかで判定する。この場合、所定のしきい値としては信号レベルを検出可能な最低レベルに設定されている。これは、車両がフェリーに積載された場合には、車両の移動速度が通常走行状態よりも極めて小さく、判定レベルが高く設定されている場合には、車両の移動を検出できない可能性が高いからである。また、フェリーは陸上からの電気的ノイズの影響を受けない海上を移動すると共に、フェリー内における車両の積載場所は金属で囲われた密閉空間であることから、判定レベルを小さく設定するにしても電気的ノイズの影響を大きく受けることはないと考えられるからである。

さて、フェリーが移動している状態では、ロケータ装置２は、車両が移動中であると判定し（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定してから（Ｓ１０６）、走行履歴情報を更新する（Ｓ１０７）。

ロケータ装置２は、駐車状態の車両の移動中は上述した動作を繰り返し、車両の移動が停止した場合は（Ｓ１０５：ＮＯ）、駐車状態かを判定する（Ｓ１０８）。駐車状態の場合は（Ｓ：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に移行することで移動中かの判定を継続する。駐車状態の車両の移動が停止する場合としては、フェリーが寄港地で停止した場合が想定される。
以上の動作により、駐車状態の車両が移動している状態では、走行履歴情報が定期的に更新される。

ユーザが下船するために車両に乗車してイグニッションスイッチ１３をＯＮすると、ロケータ装置２は補助バッテリ１２に代えてバッテリから給電されることで動作を継続し、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定する。

ユーザがイグニッションスイッチ１３をＯＮすることで駐車状態から通常走行状態に移行した場合は（Ｓ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１０１から上述した処理を繰り返す。
車両がフェリーから陸上に移動すると、ロケータ装置２がＧＰＳ信号を受信可能となるので、フェリー移動後は、それまでの走行履歴情報を破棄して新たな現在の位置及び方位を推定すると共に新たな走行履歴情報を作成するようになる。

走行軌道管理装置３は、ロケータ装置２から受信する現在の位置及び方位と、各センサの検出結果とに基づいて走行軌道情報を作成し、車両運動制御装置４は、ロケータ装置２が作成した走行軌道情報を参照しながら自動運転を実行するようになる。これにより、駐車状態から通常走行状態に移行した場合に自動運転を直ちに実行することができると共に現在の位置や方位をユーザに正しく報知することができる。

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
ロケータ装置２は、車両が通常走行状態から駐車状態に移行した場合は、移動可能性の高い場所に駐車したかを判定し、移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に車両が移動したときは、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定してから走行履歴情報を更新するので、駐車状態から通常走行状態に移行した場合に自動運転を直ちに実行することが可能となる。

移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に移動中かを判定する判定レベルを電気的ノイズの影響を受けない最低レベルに設定したので、駐車状態の車両がゆっくり移動した場合であってもその移動を判定することが可能となる。

車両が駐車状態から通常走行状態に移行した場合に位置及び方位の推定の実行を終了するので、駐車状態の車両が単に停止した場合であっても走行履歴情報の連続性を確保することができる。

車両が通常走行状態から駐車状態に移行した場合は補助バッテリ１２からロケータ装置２に給電するようにしたので、車両のバッテリが消耗することなくロケータ装置２の動作を継続することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図３を参照して説明する。第１実施形態では、移動可能性の高い場所に駐車した車両が移動した場合の動作を説明したが、本実施形態では、移動可能性が低い場所に駐車した車両が移動した場合の動作について説明する。移動可能性が低い場所に駐車した車両が移動した場合としては、駐車状態の車両がレッカー車に牽引された場合や、大形トラックに積載されるように、ロケータ装置２が駐車状態の車両が移動されることを想定できないような状況を想定している。

ロケータ装置２は、図３に示すように、通常走行状態から駐車状態となった場合に（Ｓ１０１：ＮＯ）、車両が移動可能性の低い場所で駐車した場合は（Ｓ１０４：ＮＯ）、ジャイロセンサ７及びＧセンサ８からの信号が所定のしきい値を上回ったかを判定することで移動中かを判定する（Ｓ２０１）。この場合の所定のしきい値としては、第１実施形態において車両が移動中かを判定する判定レベルよりも大きく設定されている。これは、第１実施形態では、車両がゆっくり移動する場合を想定して判定レベルを小さく設定したが、本実施形態で想定している駐車状態の車両が移動するような場合は、車両の移動速度は比較的大きいと共に周囲環境からの電気的ノイズは大きいことが想定されることから、判定レベルを大きく設定することで周囲環境からの電気的ノイズの影響を受けることなく車両の移動を確実に判定するためである。

ロケータ装置２は、車両が移動中であると判定した場合は（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、第１実施形態と同様に、走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定してから（Ｓ２０２）、走行履歴情報を更新し（Ｓ２０３）、駐車状態から通常走行状態に移行した場合は（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ１０１から処理を繰り返す。

このような実施形態によれば、移動可能性の低い場所で駐車した車両が移動した場合は、走行履歴情報を参照して現在の位置と方位を推定してから走行履歴情報を更新するので、第１実施形態と同様に、駐車状態から通常走行状態に移行した場合に自動運転を直ちに実行することができると共に現在の位置や方位をユーザに正しく報知することができる。

ロケータ装置２は、移動可能性の低い場所に駐車したと判定した場合にも駐車状態の車両が移動中かを判定し、移動中の場合は走行履歴情報を参照して現在の位置及び方位を推定してから走行履歴情報を更新するので、移動可能性の低い場所に駐車された場合であっても走行履歴情報の連続性を確保することができる。

移動可能性の低い場所に駐車したと判定した場合に移動中かを判定する判定レベルを、移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に移動中かを判定する判定レベルよりも大きく設定したので、移動可能性が低い場所に駐車したことにより周囲環境からの電気的ノイズが大きい場合であっても、電気的ノイズの影響を受けることなく車両が移動中かを確実に判定することができる。

（その他の実施形態）
車両としてハイブリッド車や電気自動車に適用するようにしても良い。この場合、イグニッションスイッチを備えていないことから、システム起動用のメインスイッチのＯＮ状態かＯＦＦ状態かにより通常走行状態か駐車状態かを判定する。

ロケータ装置２に外部の補助バッテリ１２から給電するように構成したが、ロケータ装置２内に補助バッテリを内蔵するようにしても良いし、車両のバッテリから直接給電するようにしても良い。

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は自動運転システム、２はロケータ装置（運転支援装置）、５は制御部（取得部、記憶部、推定部、駐車判定部、移動判定部、動作部）、３は走行軌道管理装置（走行軌道管理部）、４は車両運動制御装置（車両運動制御部）、１２は補助バッテリ（補助給電部）である。

Claims (5)

1. 現在の位置及び方位を取得する取得部（５ａ）と、
   車両の走行履歴を示す走行履歴情報を記憶する記憶部（５ｂ）と、
   前記取得部による取得情報と前記走行履歴情報とに基づいて現在の位置及び方位を推定する推定部（５ｃ）と、
   駐車状態の車両が移動中かを判定する移動判定部（５ｅ）と、
   前記移動判定部が駐車状態の車両は移動中であると判定した場合は、前記取得部及び前記記憶部並びに前記推定部を定期的に動作させることで前記走行履歴情報の連続性を確保する動作部（５ｆ）と、
   を備え、
   車両が通常走行状態から駐車状態に移行した場合は、移動可能性の高い場所かを判定する駐車判定部（５ｄ）を備え、
   前記移動判定部は、前記駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に駐車状態の車両が移動中かを判定し、
   前記移動判定部は、前記駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車していないと判定した場合にも駐車状態の車両が移動中かを判定する運転支援装置。
2. 前記移動判定部は、前記駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車していないと判定した場合に移動中かを判定する判定レベルを、移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に移動中かを判定する判定レベルよりも大きく設定した請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記推定部は、車両が駐車状態から通常走行状態に移行した場合に位置及び方位の推定を実行する請求項１または２に記載の運転支援装置。
4. 車両が通常走行状態から駐車状態に移行した場合に前記取得部、前記記憶部、前記推定部、前記移動判定部、前記動作部および前記駐車判定部に給電する補助給電部（１２）を備えた請求項１から３の何れか一項に記載の運転支援装置。
5. 現在の位置及び方位を取得する取得部（５ａ）と、
   車両の走行履歴を示す走行履歴情報を記憶する記憶部（５ｂ）と、
   前記取得部による取得情報と前記走行履歴情報とに基づいて現在の位置及び方位を推定する推定部（５ｃ）と、
   前記推定部が推定した現在の位置及び方位に基づいて車両が走行する軌道を示す走行軌道情報を作成する走行軌道管理部（３）と、
   前記走行軌道情報を参照して車両の運動を制御する車両運動制御部（４）と、
   駐車状態の車両が移動中かを判定する移動判定部（５ｅ）と、
   前記移動判定部が駐車状態の車両は移動中であると判定した場合は、前記取得部及び前記記憶部並びに前記推定部を定期的に動作させることで前記走行履歴情報の連続性を確保する動作部（５ｆ）と、
   を備え、
   車両が通常走行状態から駐車状態に移行した場合は、移動可能性の高い場所かを判定する駐車判定部（５ｄ）を備え、
   前記移動判定部は、前記駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車したと判定した場合に駐車状態の車両が移動中かを判定し、
   前記移動判定部は、前記駐車判定部が移動可能性の高い場所に駐車していないと判定した場合にも駐車状態の車両が移動中かを判定する自動運転システム。

Images