JP7157686B2 - 車両制御装置、車両制御方法、及びプログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、及びプログラムに関する。
近年、車両を自動的に制御することについて研究が進められている。一方で、自車両が将来走行することが予測される第1領域を設定し、歩行者の最大移動速度と自車両の速度とに基づいて、設定した第1領域の両側に、歩行者が進入する可能性のある第2領域を設定し、第1領域内または第2領域内に歩行者が存在する場合、歩行者と自車両とが衝突する危険性が高いと判定し、第1領域内または第2領域内に歩行者が存在しない場合、歩行者と自車両とが衝突する危険性が低いと判定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004-268829号公報
しかしながら、従来の技術では、バレーパーキングのように、ユーザの至近距離まで車両を接近させる場合、車両とユーザとが衝突する蓋然性が高いと判定され得るため、車両をユーザから離れた位置に停車せざるを得ない場合があった。
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、ユーザの近くまで適切に車両を接近させることができる車両制御装置、車両制御方法、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
本発明に係る車両制御装置、車両制御方法及びプログラムは、以下の構成を採用した。
(1)本発明の一態様は、車両の周辺状況を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車する位置に前記車両を移動させる第1制御部と、前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記検出部の検出負荷を小さくする第2制御部と、を備える車両制御装置である。
(2)の態様は、上記(1)の態様の車両制御装置において、前記検出部が、前記車両の両側面の領域を検出し、前記第2制御部が、前記位置の付近において、前記車両の両側面の前記領域のうち、前記車両が前記位置に移動するまで、前記ユーザが存在しないことが想定される片側一方の第1領域を、前記ユーザが存在することが想定される片側他方の第2領域に比して小さくすることで、前記検出負荷を小さくするものである。
(3)の態様は、上記(2)の態様の車両制御装置において、前記第2制御部が、前記第1領域を、ある基準位置よりも鉛直方向上側の領域を小さくするものである。
(4)の態様は、上記(2)または(3)の態様の車両制御装置において、前記第2制御部が、水平方向に関して前記第1領域を小さくするものである。
(5)の態様は、上記(2)から(4)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記検出部が、前記領域内を繰り返し走査することで前記車両の周辺状況を検出し、前記第2制御部が、前記第1領域を小さくする場合、前記第2領域を走査する際の走査周期を、前記第1領域を小さくしない場合に比して短くするものである。
(6)の態様は、上記(5)の態様の車両制御装置において、前記第2制御部が、前記第1領域の縮小度合に応じて、前記第2領域の走査周期を短くするものである。
(7)の態様は、上記(1)から(6)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記第2制御部が、前記位置に前記車両が近づくほど、前記検出負荷を小さくし、前記位置から前記車両が発車した場合、前記検出負荷を小さくしないものである。
(8)の態様は、上記(1)から(7)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記第2制御部が、前記位置に近づく際の前記車両の速度が小さくなるほど、前記検出負荷を小さくするものである。
(9)の態様は、上記(1)から(8)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記第2制御部が、前記ユーザが手動運転を開始した場合、小さくした前記検出負荷を、小さくする前の元の大きさに戻すものである。
(10)本発明の他の態様は、車載コンピュータが、車両の周辺状況を検出し、前記検出した周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車する位置に前記車両を移動させ、前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記周辺状況の検出負荷を小さくする、車両制御方法である。
(11)本発明の他の態様は、車載コンピュータに、車両の周辺状況を検出する処理と、前記検出した周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車する位置に前記車両を移動させる処理と、前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記周辺状況の検出負荷を小さくする処理と、を実行させるためのプログラムである。
(1)~(11)によれば、ユーザの近くまで適切に車両を接近させることができる。
実施形態に係る車両制御装置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。 自走駐車イベントが実行される場面を模式的に示す図である。 駐車場管理装置400の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る自動運転制御装置100による一連の処理の一例を示すフローチャートである。 停止エリア310への接近時の様子を模式的に示す図である。 スキャン領域の縮小化を説明するための図である。 スキャン領域の縮小化を説明するための図である。 停止エリア310までの距離Dおよび自車両Mの速度Vと、スキャン領域の縮小度Rとの関係の一例を示す図である。 縮小度Rとスキャン周期Tとの関係の一例を示す図である。 実施形態の自動運転制御装置100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、及びプログラムの実施形態について説明する。なお、以下では、左側通行の法規が適用される場合について説明するが、右側通行の法規が適用される場合、左右を逆に読み替えてよい。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る車両制御装置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、通信装置20と、HMI(Human Machine Interface)30と、車両センサ40と、ナビゲーション装置50と、MPU(Map Positioning Unit)60と、運転操作子80と、自動運転制御装置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、認識結果を自動運転制御装置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自動運転制御装置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、自車両Mの周辺に存在する他車両または駐車場管理装置(後述)、或いは各種サーバ装置と通信する。
HMI30は、自車両M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、自車両M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、自車両M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(Global Navigation Satellite System)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(Hard Disk Drive)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、自車両Mの位置を特定する。自車両M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車両M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、自車両M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、自動運転制御装置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。
自動運転制御装置100は、例えば、第1制御部120と、第2制御部160と、記憶部180とを備える。第1制御部120と第2制御部160は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)などの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(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)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、予め自動運転制御装置100の記憶部180のHDDやフラッシュメモリ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自動運転制御装置100の記憶部180にインストールされてもよい。
記憶部180は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)などにより実現される。記憶部180は、例えば、プロセッサによって読み出されて実行されるプログラムなどを格納する。
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、例えば、物体認識部132と、空間認識部134と、スキャン制御部136とを備える。カメラ10、レーダ装置12、ファインダ14、物体認識装置16、物体認識部132、および空間認識部134を合わせたものは、「検出部」の一例であり、スキャン制御部136は、「第2制御部」の一例である。
物体認識部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、自車両Mの周辺状況を認識する。周辺状況は、自車両Mを取り巻く環境であり、例えば、自車両Mの周辺に存在する人や車両といった物体を含む。また、周辺状況は、物体の位置や状態、動作などを含んでもよい。すなわち、物体認識部132は、自車両Mの周辺に存在する物体や、その物体の位置、状態、動作といった種々の要素のうち、少なくとも一つ以上の要素を認識(検出)する。
例えば、物体認識部132は、ラスタスキャンのように、センサフュージョン処理によって統合された認識空間を、一次元的または多次元的にスキャンすることを所定の周期T(所定の周波数F)で繰り返すことで、認識空間から物体を認識(検出)する。認識空間は、例えば、自車両Mが存在する実空間に対応した仮想空間(例えば高さ、幅、奥行きの其々に対応した次元(基底)をもつ仮想的な3次元空間)によって表されてよい。認識空間における物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心など)を原点としたときの座標によって表される。認識空間における物体の位置は、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、空間的に広がりをもった領域で表されてもよい。物体の「状態」には、速度や加速度、ジャークなどが含まれる。また、物体の「状態」には、「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)が含まれてよい。
空間認識部134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、自車両Mの周辺に存在する車線や駐車スペースなどの所望の空間を認識する。例えば、空間認識部134は、ラスタスキャンのように、カメラ10によって撮像された画像を、一次元的または多次元的にスキャンすることを所定の周期T(所定の周波数F)で繰り返すことで、画像から自車両Mの周辺の道路区画線を認識し、認識した道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターンとをパターンマッチングなどで比較することで、自車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。なお、空間認識部134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から取得される自車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。
空間認識部134は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。空間認識部134は、例えば、自車両Mの基準点の車線中央からの乖離、および自車両M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車両M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、空間認識部134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)に対する自車両Mの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。また、認識部130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してよい。
スキャン制御部136は、物体認識部132および空間認識部134によって各種認識が行われる際に、動的に、スキャンの周期T(周波数F)を変更したり、スキャン対象の空間領域(以下、スキャン領域と称する)の面積や体積といった領域サイズを変更したりする。領域サイズを変更することには、幅、奥行き、高さの寸法のうち、いずれか一つの寸法(dimension)を変更することや、二つ以上の寸法(dimensions)を変更することが含まれる。
行動計画生成部140は、推奨車線が決定された経路において自動運転のイベントを決定する。イベントは、自車両Mの走行態様を規定した情報である。
イベントには、例えば、自車両Mの乗員自らが駐車スペースに自車両Mを駐車するのではなく、バレーパーキングのように、自車両Mが自律走行して駐車スペースに駐車する自走駐車イベントや、自車両Mを一定の速度で同じ車線を走行させる定速走行イベント、自車両Mの前方の所定距離以内(例えば100[m]以内)に存在し、自車両Mに最も近い他車両(以下、前走車両と称する)に自車両Mを追従させる追従走行イベント、自車両Mを自車線から隣接車線へと車線変更させる車線変更イベント、道路の分岐地点で自車両Mを目的側の車線に分岐させる分岐イベント、合流地点で自車両Mを本線に合流させる合流イベントなどが含まれる。「追従走行」とは、例えば、自車両Mと前走車両との相対距離(車間距離)を一定に維持させる走行態様であってもよいし、自車両Mと前走車両との相対距離を一定に維持させることに加えて、自車両Mを自車線の中央で走行させる走行態様であってもよい。また、イベントには、例えば、自車両Mを一旦隣接車線に車線変更させて前走車両を隣接車線において追い越してから再び元の車線へと車線変更させる追い越しイベント、自車両Mの前方に存在する障害物OBを回避するために自車両Mに制動および操舵の少なくとも一方を行わせる回避イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバーイベントなどが含まれてよい。
行動計画生成部140は、自車両Mの走行時に認識部130により認識された周辺状況に応じて、現在の区間或いは次の区間に対して既に決定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間或いは次の区間に対して新たなイベントを決定したりしてよい。
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自車両Mが走行し、更に、自車両Mが推奨車線を走行する際に周辺状況に対応するため、イベントにより規定された走行態様で自車両Mを自動的に(運転者の操作に依らずに)走行させる将来の目標軌道を生成する。目標軌道には、例えば、将来の自車両Mの位置を定めた位置要素と、将来の自車両Mの速度や加速度等を定めた速度要素とが含まれる。
例えば、行動計画生成部140は、自車両Mが順に到達すべき複数の地点(軌道点)を、目標軌道の位置要素として決定する。軌道点は、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る。所定の走行距離は、例えば、経路に沿って進んだときの道なり距離によって計算されてよい。
また、行動計画生成部140は、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数秒程度)ごとの目標速度や目標加速度を、目標軌道の速度要素として決定する。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度は、サンプリング時間および軌道点の間隔によって決定される。行動計画生成部140は、生成した目標軌道を示す情報を、第2制御部160に出力する。
自走駐車制御部142は、行動計画生成部140の一機能であり、行動計画生成部140によって自走駐車イベントが実行される場合に開始される。自走駐車制御部142の機能の詳細については後述する。
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車両M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。
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。行動計画生成部140と、第2制御部160とを合わせたものは、「第1制御部」の一例である。
取得部162は、目標軌道生成部144により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、記憶部180のメモリに記憶させる。
速度制御部164は、メモリに記憶された目標軌道に含まれる速度要素(例えば目標速度や目標加速度等)に基づいて、走行駆動力出力装置200およびブレーキ装置210の一方または双方を制御する。
操舵制御部166は、メモリに記憶された目標軌道に含まれる位置要素(例えば目標軌道の曲り具合を表す曲率等)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、自車両M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、目標軌道に対する自車両M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。
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、これらを制御するパワーECU(Electronic Control Unit)とを備える。パワー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。
[自走駐車イベント-入庫時]
自走駐車制御部142は、例えば、通信装置20によって駐車場管理装置400から取得された情報に基づいて、自車両Mを駐車スペース内に駐車させる。図3は、自走駐車イベントが実行される場面を模式的に示す図である。道路Rdから訪問先施設に至るまでの経路には、ゲート300-inおよび300-outが設けられている。訪問先施設は、例えば、ショッピングストアや飲食店、ホテルなどの宿泊施設、空港、病院、イベント会場などである。
自車両Mは、手動運転または自動運転によって、ゲート300-inを通過して停止エリア310まで進行する。手動運転とは、乗員がステアリングホイールを操作することで自車両Mの操舵(ステアリング装置220)が制御され、乗員がアクセルペダルやブレーキペダルを操作することで自車両Mの速度(走行駆動力出力装置200および/またはブレーキ装置210)が制御されることをいう。自動運転とは、自車両Mの速度または操舵の少なくとも一方または双方が、自動運転制御装置100によって制御されることをいう。
停止エリア310は、訪問先施設に接続された乗降エリア320に面しており、車両から乗降エリア320に乗員を降ろしたり、乗降エリア320から車両に乗員を乗せたりするために、一時的に停車することが許された領域である。乗降エリア320は、車両から乗員が降車したり、車両に乗員が乗車したり、車両が到着するまで乗員がその場で待機したりするために設けられた領域である。乗降エリア320は、典型的には、停止エリア310が設けられた道路の片側一方に設けられる。乗降エリア320には、雨や雪、日差しを避けるための庇が設けられていてよい。停止エリア310は、「前記車両の乗員が乗車または降車する位置」の一例である。
例えば、自車両Mは、停止エリア310で停車し、乗降エリア320に乗員を降ろした後、無人で自動運転を行い、停止エリア310から、駐車場PA内の駐車スペースPSまで自律して移動する自走駐車イベントを開始する。自走駐車イベントの開始トリガは、例えば、訪問先施設の所定距離以内に自車両Mが接近したことであってもよいし、乗員が何らかの操作を行ったことであってもよいし、通信装置20が駐車場管理装置400から無線により所定の信号を受信したことであってもよい。
自走駐車制御部142は、行動計画生成部140によって自走駐車イベントが開始されると、通信装置20を制御して駐車リクエストを駐車場管理装置400に送信する。駐車リクエストを受信した駐車場管理装置400は、駐車場PAに車両が駐車可能なスペースが存在する場合、駐車リクエストの送信元の車両に、駐車リクエストのレスポンスとして所定の信号を送信する。所定の信号を受信した自車両Mは、停止エリア310から駐車場PAまで、駐車場管理装置400の誘導に従って、或いは自力でセンシングしながら移動する。なお、自走駐車イベントが行われる際、自車両Mは必ずしも無人である必要はなく、自車両Mには駐車場PAの係員などが乗車してもよい。
図4は、駐車場管理装置400の構成の一例を示す図である。駐車場管理装置400は、例えば、通信部410と、制御部420と、記憶部430とを備える。記憶部430には、駐車場地図情報432、駐車スペース状態テーブル434などの情報が格納されている。
通信部410は、自車両Mやその他の車両と無線により通信する。制御部420は、通信部410により取得(受信)された情報と、記憶部430に格納された情報とに基づいて、車両を駐車スペースPSに誘導する。駐車場地図情報432は、駐車場PAの構造を幾何的に表した情報であり、例えば、駐車スペースPSごとの座標を含む。駐車スペース状態テーブル434は、例えば、駐車スペースPSの識別情報である駐車スペースIDに対して、空き状態であるか、満(駐車中)状態であるかを示す状態と、満状態である場合の駐車中の車両の識別情報である車両IDとが対応付けられたものである。
制御部420は、通信部410が車両から駐車リクエストを受信すると、駐車スペース状態テーブル434を参照して状態が空き状態である駐車スペースPSを抽出し、抽出した駐車スペースPSの位置を駐車場地図情報432から取得し、取得した駐車スペースPSの位置までの好適な経路を示す経路情報を、通信部410を用いて車両に送信する。また、制御部420は、複数の車両の位置関係に基づいて、同時に同じ位置に車両が進行しないように、必要に応じて特定の車両に停止を指示したり、徐行を指示したりしてよい。
自車両Mが駐車場管理装置400から経路情報を受信すると、自走駐車制御部142が、経路に基づく目標軌道を生成する。例えば、自走駐車制御部142は、自車両Mの現在位置から駐車スペースPSまでの経路において、駐車場PA内の制限速度よりも小さい速度を目標速度とし、駐車場PA内の道路の中央に軌道点を並べた目標軌道を生成してよい。空間認識部134は、自車両Mが目標となる駐車スペースPSに近づくと、駐車スペースPSを区画する駐車枠線などを認識し、自車両Mに対する駐車スペースPSの相対的な位置を認識する。空間認識部134は駐車スペースPSの位置を認識すると、その認識した駐車スペースPSの方位(自車両Mから見た駐車スペースの方角)や、駐車スペースPSまでの距離といった認識結果を、自走駐車制御部142に提供する。自走駐車制御部142は、提供された認識結果に基づいて目標軌道を補正する。第2制御部160は、自走駐車制御部142によって補正された目標軌道に従って自車両Mの操舵および速度を制御することで、自車両Mを駐車スペースPSに駐車させる。
[自走駐車イベント-出庫時]
行動計画生成部140および通信装置20は、自車両Mが駐車中も動作状態を維持している。例えば、自走駐車イベントの開始トリガとして、自車両Mの乗員が携帯電話などの端末装置を操作して、自車両Mの通信装置20に迎車リクエストを送信したとする。乗員の端末装置によって送信された迎車リクエストが通信装置20によって受信されると、行動計画生成部140は、自走駐車イベントを実行し、自走駐車制御部142を起動させる。起動した自走駐車制御部142は、自車両Mが駐車された駐車スペースPSから、停止エリア310まで自車両Mを移動させる目標軌道を生成する。第2制御部160は、自走駐車制御部142によって生成された目標軌道に従って自車両Mを停止エリア310まで移動させる。例えば、自走駐車制御部142は、停止エリア310までの経路において、駐車場PA内の制限速度よりも小さい速度を目標速度とし、駐車場PA内の道路の中央に軌道点を並べた目標軌道を生成してよい。
自車両Mが停止エリア310に近づくと、空間認識部134は、停止エリア310に面した乗降エリア320を認識し、物体認識部132は、空間認識部134によって認識された乗降エリア320内に存在する人間や荷物などの物体を認識する。さらに、物体認識部132は、乗降エリア320内に存在する一以上の人間の中から、自車両Mの乗員を認識する。例えば、乗降エリア320内に複数の人間が存在しており、複数の乗員候補が存在する場合、物体認識部132は、自車両Mの乗員が保有する端末装置の電波強度や、自車両Mの施錠や開錠などが可能な電子キーの電波強度に基づいて、自車両Mの乗員と、それ以外の他の乗員とを区別して認識してよい。例えば、物体認識部132は、最も電波強度が強い乗員候補を自車両Mの乗員として認識してよい。また、物体認識部132は、各乗員候補の顔の特徴量などに基づいて、自車両Mの乗員と、それ以外の他の乗員とを区別して認識してよい。自車両Mが自車両Mの乗員に近づくと、自走駐車制御部142は、目標速度を更に小さくしたり、軌道点を道路中央から乗降エリア320寄りに近づけたりして目標軌道を補正する。これを受けて、第2制御部160は、停止エリア310内において、自車両Mを乗降エリア320側に寄せて停車させる。
また、自走駐車制御部142は、迎車リクエストを受けて目標軌道を生成する際に、通信装置20を制御して駐車場管理装置400に発進リクエストを送信する。駐車場管理装置400の制御部420は、発進リクエストを受信すると、入庫時と同様に、複数の車両の位置関係に基づいて、同時に同じ位置に車両が進行しないように、必要に応じて特定の車両に停止を指示したり、徐行を指示したりする。自車両Mが停止エリア310まで移動し、乗降エリア320にいる乗員が自車両Mに乗車すると、自走駐車制御部142は、動作を停止する。すなわち、自走駐車イベントが終了する。以降は、自動運転制御装置100が、自車両Mを駐車場PAから市街地の道路へと合流させる合流イベントなどを計画し、その計画したイベントに基づいて自動運転を行ったり、乗員自らが自車両Mを手動運転したりする。
なお、上記の説明に限らず、自走駐車制御部142は、通信に依らず、カメラ10、レーダ装置12、ファインダ14、または物体認識装置16による検出結果に基づいて空き状態の駐車スペースPSを自ら発見し、発見した駐車スペースPS内に自車両Mを駐車させてもよい。
[出庫時の処理フロー]
以下、出庫時の自動運転制御装置100による一連の処理についてフローチャートを用いて説明する。図5は、実施形態に係る自動運転制御装置100による一連の処理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、所定周期で繰り返し行われてよい。本フローチャートの処理が行われる間、特段の断りがない限り、物体認識部132および空間認識部134は、各種認識を行い続けるものとする。
まず、行動計画生成部140は、通信装置20によって迎車リクエストが受信されるまで待機し(ステップS100)、通信装置20によって迎車リクエストが受信されると、自走駐車イベントを実行する。これを受けて、自走駐車制御部142は、自車両Mが駐車された駐車スペースPSから停止エリア310へと自車両Mを移動させる目標軌道を生成する(ステップS102)。
次に、第2制御部160は、迎車リクエストが受信されたときに自走駐車制御部142によって生成された目標軌道に基づいて自動運転を行い、自車両Mを停止エリア310へと移動させることを開始する(ステップS104)。
次に、スキャン制御部136は、自車両Mが停止エリア310に近づくのに応じて、物体認識部132および空間認識部134のスキャン領域を調整する(ステップS106)。
図6は、停止エリア310への接近時の様子を模式的に示す図である。図中X軸は、水平面のある一方向を表し、Y軸は、X方向と直交する水平面の他方向を表し、Z軸は、水平面であるX-Y平面に対して直交する鉛直方向を表している。
例えば、物体認識部132および空間認識部134のスキャン領域が、図中に例示する領域R1、R2、R3であった場合、スキャン制御部136は、停止エリア310付近において、乗降エリア320が存在しない停止エリア310の右側の空間をスキャン対象とするスキャン領域R3を、乗降エリア320が存在する停止エリア310の左側の空間をスキャン対象とするスキャン領域R2に比して小さくすることで、スキャン領域を調整する。図6に例示したスキャン領域R2は、「第2領域」の一例であり、スキャン領域R3は、「第1領域」の一例である。
図7および図8は、スキャン領域の縮小化を説明するための図である。図7の例では、上方から見下ろした自車両Mを表しており、図8の例では、後方から見た自車両Mを表している。例えば、スキャン制御部136は、図7に例示するように、X-Y平面において、スキャン領域R3を縮小させ、水平方向に関してスキャン領域R3の広がりを制限してよい。また、例えば、スキャン制御部136は、図8に例示するように、Z-Y平面において、スキャン領域R3を縮小させ、鉛直方向に関してスキャン領域R3の広がりを制限してもよい。具体的には、スキャン制御部136は、スキャン領域R3を、ある基準位置(例えばドアミラーDM)よりも鉛直方向(Z方向)上側の領域をカットすることで、スキャン領域R3を縮小させる。なお、スキャン制御部136は、必ずしもスキャン領域R3の基準位置よりも鉛直方向上側の領域をカットして領域サイズをゼロにしなくてもよく、例えば、鉛直方向上側の領域を、1/2や1/3倍程度に縮小させてもよい。また、スキャン制御部136は、水平方向と鉛直方向との一方に関してスキャン領域R3を縮小させてもよいし、水平方向と鉛直方向との双方に関してスキャン領域R3を縮小させてもよい。
スキャン制御部136は、スキャン領域を小さくする際、自車両Mから停止エリア310までの距離D、停止エリア310に近づく際の自車両Mの速度V、あるいは距離Dおよび速度Vの双方に基づいて、スキャン領域をどの程度縮小するのかを決定する。以下、スキャン領域の縮小の程度を、「縮小度R」と称して説明する。
図9は、停止エリア310までの距離Dおよび自車両Mの速度Vと、スキャン領域の縮小度Rとの関係の一例を示す図である。図示のように、例えば、スキャン制御部136は、停止エリア310までの距離Dが短いほど、スキャン領域の縮小度Rを大きくし、停止エリア310までの距離Dが長いほど、スキャン領域の縮小度Rを小さくする。言い換えれば、スキャン制御部136は、自車両Mが停止エリア310に近づくほど、スキャン領域をより小さくし、自車両Mが停止エリア310から発車して停止エリア310から遠ざかった場合、スキャン領域をそのままのサイズに保つ。また、スキャン制御部136は、停止エリア310に近づく際の自車両Mの速度Vが小さいほど、スキャン領域の縮小度Rを大きくし、停止エリア310に近づく際の自車両Mの速度Vが大きいほど、スキャン領域の縮小度Rを小さくする。言い換えれば、スキャン制御部136は、自車両Mがより遅いほど、スキャン領域をより小さくし、自車両Mがより速いほど、スキャン領域をそのままのサイズに保つ。
スキャン制御部136は、自車両Mの両側面のスキャン領域のうち、片側一方の側面のスキャン領域を小さくすると、片側他方の側面のスキャン領域のスキャン周期Tを、一方の側面のスキャン領域を小さくしない場合に比して短くしてよい。
例えば、スキャン制御部136は、スキャン領域R2およびR3のうち、スキャン領域R3の方を小さくする場合、スキャン領域R3の縮小度Rに応じて、スキャン領域R2のスキャン周期Tを短くする。
図10は、縮小度Rとスキャン周期Tとの関係の一例を示す図である。図示のように、例えば、スキャン制御部136は、縮小度Rが小さいほど、スキャン周期Tを長くし(スキャン周波数Fを低くし)、縮小度Rが大きいほど、スキャン周期Tを短く(スキャン周波数Fを高く)してよい。
このように、自車両Mの両側面のスキャン領域のうち、一方の側面のスキャン領域を小さくすると、他方の側面のスキャン領域のスキャン周期Tを短くするため、一方のスキャン領域を小さくしたことで増えたプロセッサやメモリの処理リソースを、他方のスキャン領域に対するスキャンの高速化に有効活用することができる。
また、スキャン制御部136は、自動運転制御装置100を実現するCPUやGPUなどのプロセッサやメモリの処理負荷に応じて、スキャン周期Tを短くしてもよい。
図5のフローチャートの説明に戻る。次に、スキャン制御部136は、自車両Mが停止エリア310に到着したか否かを判定し(ステップS108)、未だ自車両Mが停止エリア310に到着していない場合、S106とS108の処理に戻り、一方のスキャン領域を、動的に縮小するとともに、他方のスキャン領域のスキャン周期Tを、一方のスキャン領域の縮小度Rや、プロセッサやメモリの処理負荷に応じて決定する。このように、自車両Mが停止エリア310に到着するまで、S106およびS108の処理が繰り返されるため、一方のスキャン領域は徐々に縮小し、他方のスキャン領域のスキャン周期Tは徐々に短くなる。
一方、認識部130は、スキャン制御部136によって自車両Mが停止エリア310に到着したと判定された場合、停止エリア310に面した乗降エリア320を認識し、更に、認識した乗降エリア320の中で自車両Mの乗員を認識する(ステップS110)。
次に、自走駐車制御部142は、更に目標速度を小さくしたり、軌道点を道路中央から乗降エリア320寄りに近づけたりした目標軌道を新たに生成する(ステップS112)。これによって、停止エリア310内で自車両Mが乗降エリア320内で自車両Mを待つ乗員に接近する。
次に、スキャン制御部136は、自車両Mが乗降エリア320内の乗員に近づいた場合、乗員が自車両Mに乗車するまで、或いは自車両Mに乗車した乗員が手動運転を開始するまで待機し(ステップS114)、乗員が自車両Mに乗車した場合、或いは乗員が手動運転を開始した場合に、縮小したスキャン領域の領域サイズを、縮小する前の元のサイズに戻し(ステップS116)、本フローチャートの処理を終了する。
以上説明した実施形態によれば、自車両Mの周辺状況を認識し、認識した周辺状況に基づいて自車両Mを自動運転することで、バレーパーキングとして自車両Mを停止エリア310に移動させ、自車両Mを停止エリア310に移動する際に、乗降エリア320が存在せず乗員が乗車してこない側のスキャン領域を小さくすることによって、プロセッサやメモリの余剰分の処理リソースを確保することができる。これにより、余った処理リソースを使用して、縮小していないスキャン領域、すなわち、乗降エリア320が存在し乗員が乗車してくる側のスキャン領域のスキャン速度を向上させることができるため、乗員の認識精度を向上させることができる。この結果、乗員(ユーザの一例)の近くまで適切に車両を接近させることができる。
なお、上述した実施形態では、自動運転制御装置100がスキャン領域を小さくすることで検出負荷を小さくするものとして説明したがこれに限られない。例えば、自動運転制御装置100は、スキャン領域を小さくすることに加えて、或いは代えて、スキャン周波数を小さくする(スキャン周期を長くする)ことで、検出負荷を小さくしてもよい。すなわち、自動運転制御装置100は、スキャン領域内の分解能を低下させて検出負荷を小さくしてよい。一方のスキャン領域内の分解能を低下させる場合は、他方のスキャン領域内の分解能を向上させることで余った処理リソースを使用して、分解能を低下させていないスキャン領域、すなわち、乗降エリア320が存在し乗員が乗車してくる側のスキャン領域の分解能を向上させることができるため、乗員の認識精度を向上させることができる。
[ハードウェア構成]
図11は、実施形態の自動運転制御装置100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、自動運転制御装置100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および第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ストレージと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサが前記プログラムを実行することにより、
車両の周辺状況を検出し、
前記検出した周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車可能な停車位置に前記車両を移動させ、
前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記周辺状況の検出負荷を小さくする、
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…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、30…HMI、40…車両センサ、50…ナビゲーション装置、60…MPU、80…運転操作子、100…自動運転制御装置、120…第1制御部、130…認識部、132…物体認識部、134…空間認識部、136…スキャン制御部、140…行動計画生成部、142…自走駐車制御部、160…第2制御部、162…取得部、164…速度制御部、166…操舵制御部、180…記憶部、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、M…自車両

Claims (10)

  1. 車両の周辺状況を検出する検出部と、
    前記検出部により検出された前記周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車する位置に前記車両を移動させる第1制御部と、
    前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記検出部の検出負荷を小さくする第2制御部と、を備え、
    前記検出部は、前記車両の両側面の領域を検出し、
    前記第2制御部は、前記位置の付近において、前記車両の両側面の前記領域のうち、前記車両が前記位置に移動するまで、前記ユーザが存在しないことが想定される片側一方の第1領域を、前記ユーザが存在することが想定される片側他方の第2領域に比して小さくすることで、前記検出負荷を小さくする、
    両制御装置。
  2. 前記第2制御部は、前記第1領域のうち、基準位置よりも鉛直方向上側の領域を小さくする、
    請求項に記載の車両制御装置。
  3. 前記第2制御部は、水平方向に関して前記第1領域を小さくする、
    請求項またはに記載の車両制御装置。
  4. 前記検出部は、前記領域内を繰り返し走査することで前記周辺状況を検出し、
    前記第2制御部は、前記第1領域を小さくする場合、前記第2領域を走査する際の走査周期を、前記第1領域を小さくしない場合に比して短くする、
    請求項からのうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  5. 前記第2制御部は、前記第1領域の縮小度合に応じて、前記第2領域の走査周期を短くする、
    請求項に記載の車両制御装置。
  6. 前記第2制御部は、
    前記位置に前記車両が近づくほど、前記検出負荷を小さくし、
    前記位置から前記車両が発車した場合、前記検出負荷を小さくしない、
    請求項1からのうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  7. 前記第2制御部は、前記位置に近づく際の前記車両の速度が小さくなるほど、前記検出負荷を小さくする、
    請求項1からのうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  8. 前記第2制御部は、前記ユーザが手動運転を開始した場合、小さくした前記検出負荷を、小さくする前の元の大きさに戻す、
    請求項1からのうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  9. 車載コンピュータが、
    車両の周辺状況を検出し、
    前記検出した周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車する位置に前記車両を移動させ、
    前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記周辺状況の検出負荷を小さく
    前記車両の両側面の領域を検出し、
    前記位置の付近において、前記車両の両側面の前記領域のうち、前記車両が前記位置に移動するまで、前記ユーザが存在しないことが想定される片側一方の第1領域を、前記ユーザが存在することが想定される片側他方の第2領域に比して小さくすることで、前記検出負荷を小さくする、
    車両制御方法。
  10. 車載コンピュータに、
    車両の周辺状況を検出する処理と、
    前記検出した周辺状況に基づいて前記車両の速度および操舵を制御することで、前記車両のユーザが乗車または降車する位置に前記車両を移動させる処理と、
    前記車両が前記位置に移動する場合、前記車両が前記位置に移動しない場合に比して、前記周辺状況の検出負荷を小さくする処理と、
    前記車両の両側面の領域を検出する処理と、
    前記位置の付近において、前記車両の両側面の前記領域のうち、前記車両が前記位置に移動するまで、前記ユーザが存在しないことが想定される片側一方の第1領域を、前記ユーザが存在することが想定される片側他方の第2領域に比して小さくすることで、前記検出負荷を小さくする処理と、
    を実行させるためのプログラム。
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