JP7303304B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転支援を行う車両制御装置に関するものである。

車両を自動で走行させるためには環境の検知だけでなく、経路情報及び自車位置情報が必要となる。特許文献１には、自車両の周囲の障害物、標識、白線の自車に対する位置を記憶し、自車位置の推定精度を向上させる車両制御装置が記載されている。

国際公開２０１８／１３４８６３号

特許文献１に記載の技術では、経路、並びに、及び標識及び白線の位置を記憶し、その位置を逐次更新又は統合していくことで、自車位置の検知精度を向上させている。しかし、車両が自動走行している経路上に障害物が存在する場合、車両が障害物と衝突してしまう。

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、車両を制御する車両制御装置であって、前記車両には、前記車両の周辺の環境に関する値を計測するセンサが搭載され、前記車両制御装置は、経路の情報、及び前記経路の進行方向に対して垂直な前記経路の右方向及び左方向の各々に設定される走行可能幅の情報を記憶する記憶部と、前記走行可能幅を算出する算出部と、前記経路に沿うように前記車両を自動走行させるための制御を行う制御部と、備え、前記制御部は、前記センサから取得した値に基づいて、障害物と衝突する危険があるか否かを判定し、前記障害物と衝突する危険があると判定された場合、前記経路の進行方向に対して垂直な前記障害物が存在する方向とは逆方向の前記走行可能幅により定まる範囲に前記経路が存在するように、前記記憶部から取得した前記経路の情報を更新し、前記経路の終点から一定距離前までの区間の前記走行可能幅として、固定値又は前記区間とは異なる区間において算出された前記走行可能幅の最小値を前記記憶部に格納する。

本発明によれば、経路上に障害物が存在する場合でも、障害物との衝突を回避し、自動走行を継続することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

実施例１の車両が有するセンサの設置位置の一例を示す図である。 実施例１の車両が有するセンサの検知範囲の一例を示す図である。 実施例１の車両が有するセンサの検知範囲の一例を示す図である。 実施例１の車両の自動走行を実現するための構成の一例を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する走行可能幅設定処理の一例を説明するフローチャートである。 実施例１の車両制御装置が算出する走行可能幅の一例を示す図である。 実施例１の車両制御装置が算出する走行可能幅の一例を示す図である。 走行可能幅の効果を説明する図である。 走行可能幅の効果を説明する図である。 実施例１の車両の自動走行時の走行可能幅の変化を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理の一例を説明するフローチャートである。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行する回避処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の表示装置に表示される画面の一例を示す図である。 実施例１の表示装置に表示される画面の一例を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行するランドマーク移動処理の一例を説明するフローチャートである。 実施例１の車両制御装置が実行するランドマーク移動処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行するランドマーク移動処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行するランドマーク移動処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行するランドマーク移動処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の車両制御装置が実行するランドマーク移動処理に伴う車両の走行状態を示す図である。 実施例１の経路情報の更新の一例を示す図である。 実施例１の経路情報の更新の一例を示す図である。 実施例１の経路情報の更新の一例を示す図である。 実施例１の経路情報の更新の一例を示す図である。 実施例１の車両制御装置による車速の制御と走行可能幅との関係を示す図である。 従来の車両の自動走行における課題を説明する図である。 従来の車両の自動走行における課題を説明する図である。

まず、従来の車両の自動走行の課題を踏まえて、本発明の概要を説明する。

図１７Ａ及び図１７Ｂは、従来の車両の自動走行における課題を説明する図である。ここでは、車両１７００が経路１７１０に沿って、終点となる目標位置１７０１まで走行する場合を一例に、従来の車両の自動走行の課題を説明する。

車両１７００は、車両１７００の中心が経路１７１０上を通過するように自動走行を行うものとする。

図１７Ａに示すマップには、電柱１７２０、信号機１７２１、標識１７２３、及びペイント１７２２、１７２４、家１７３０、家１７３０の周辺の外壁１７３１、私有地内の車両１７０２等のランドマークが表される。車両１００は、経路１７１０の情報（経路情報）とともに、前述のランドマークの情報（ランドマーク情報）を記憶する。

経路情報及びランドマーク情報は、手動運転又は自動運転等の結果から生成されてもよいし、車両１７００とは異なるシステム又は装置によって生成されてもよい。例えば、手動運転で経路情報を生成する場合、車両１７００は、道路の座標とともに、道路上のランドマークを逐次記憶する。また、私有地では、車両１７００は、家１７３０及び隣接する車両１７０２、外壁１７３１等のランドマークを記憶する。

図１７Ａに示すような道路状態の場合、車両１７００は、経路１７１０に沿って目標位置１７０１まで自動走行できる。図１７Ｂに示すような道路状態の場合、車両幅１７４０の範囲内に障害物１７５０が存在するため、車両１７００は、障害物１７５０との衝突を回避するために自動走行を中止し、障害物１７５０の手前で停止する。このように、従来の自動走行技術では、ユーザの利便性を欠いてしまうという課題がある。

前述の課題に対して、本発明では、経路の進行方向に対して垂直な方向の、車両が走行可能な幅を、経路の変更が可能な範囲を示す情報として記憶する。車両は、元の経路からずれることができる範囲を把握できるため、障害物への衝突を回避するための経路の変更を実現できる。これによって、車両は目標位置まで自動走行することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。

以下に説明する発明の構成において、同一又は類似する構成又は機能には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」等の表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数又は順序を限定するものではない。

図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、及び範囲等は、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、及び範囲等を表していない場合がある。したがって、本発明では、図面等に開示された位置、大きさ、形状、及び範囲等に限定されない。

図１は、実施例１の車両１００が有するセンサの設置位置の一例を示す図である。図２Ａ及び図２Ｂは、実施例１の車両１００が有するセンサの検知範囲の一例を示す図である。

車両１００は、車両１００周辺の環境を検知するためのセンサとして、撮像センサ１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄと、測距センサ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ、１０２Ｆ、１０２Ｇ、１０２Ｈ、１０２Ｉ、１０２Ｊ、１０２Ｋ、１０２Ｌを有する。

以下の説明では、撮像センサ１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄを区別しない場合、撮像センサ１０１と記載し、測距センサ１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ、１０２Ｆ、１０２Ｇ、１０２Ｈ、１０２Ｉ、１０２Ｊ、１０２Ｋ、１０２Ｌを区別しない場合、測距センサ１０２と記載する。

撮像センサ１０１は、標識、区画線、障害物等が写った画像を取得する。撮像センサ１０１は、例えば、カメラで構成される。図２Ａの破線は撮像センサ１０１の検知範囲を示す。なお、前方、側方、及び後方のそれぞれに存在する撮像センサは一つであるが、各方位に二つ以上存在してもよい。撮像センサ１０１によって取得された画像は、例えば、車両１００の上方の仮想視点から見下ろした車両１００周辺の俯瞰画像として表示することができる。

測距センサ１０２は、設置方向に存在する物体を検知し、車両１００から物体までの距離を算出する。車両１００には、近距離測距センサ１０２、中距離測距センサ１０２、遠距離測距センサ１０２が設定される。

近距離測距センサ１０２は、例えば、ソナーで構成される。近距離測距センサ１０２は、車両１００周辺に超音波を出力し、その反射波に基づいて車両１００と物体との間の距離を算出する。図２Ａの点線は近距離測距センサ１０２の検知範囲を示す。

中距離測距センサ１０２は、例えば、ミリ波レーダで構成される。中距離測距センサ１０２は、車両１００周辺にミリ波を出力し、その反射波に基づいて車両１００と物体との間の距離を算出する。実施例１では、車両１００の前方及び後方に二つの中距離測距センサ１０２が配置される。図２Ｂの点線の扇型は中距離測距センサ１０２の検知範囲を示す。

遠距離測距センサ１０２は、例えば、ミリ波レーダで構成される。遠距離測距センサ１０２は、車両１００周辺にミリ波を出力し、その反射波に基づいて車両１００と物体との間の距離を算出する。実施例１では、車両１００の前方に一つの遠距離測距センサ１０２が配置される。図２Ｂの破線の扇型は遠距離測距センサ１０２の検知範囲を示す。なお、遠距離測距センサ１０２は、ステレオカメラ及びライダ等で構成されてもよい。

以下の説明では、撮像センサ１０１及び測距センサ１０２の各々送信される情報をまとめて環境情報と記載する。

図３は、実施例１の車両１００の自動走行を実現するための構成の一例を示す図である。

車両１００は、自動走行を実現するための構成として、車両制御装置３００、撮像センサ１０１、測距センサ１０２、入力スイッチ３０１、車輪センサ３０２、位置検出器３０３、通信装置３０４、アクチュエータＥＣＵ３０５、及び報知機構３０６を有する。

撮像センサ１０１は、車両制御装置３００に画像データを入力する。測距センサ１０２は、車両制御装置３００に測距データを入力する。

入力スイッチ３０１は、周辺環境の記憶指示、及び車両１００の自動走行の開始指示等、ユーザ操作を入力するために操作されるスイッチである。入力スイッチ３０１は、例えば、運転席周辺に設けられた専用の機械式スイッチとして実現してもよいし、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）上のアイコンとして実現してもよい。

車輪センサ３０２は、車両１００の各車輪に取り付けられ、車輪の回転速度を計測する車輪速センサと、複数の車輪速センサが計測した車輪の回転速度を統合して車速信号を生成するコントローラとを含む。車輪センサ３０２は、車両制御装置３００に車速信号を入力する。

位置検出器３０３は車両１００の位置を検出する。位置検出器３０３は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）装置である。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ衛生との通信により車両１００の位置情報を受信する。位置検出器３０３は、車両制御装置３００に車両１００の位置情報を入力する。当該情報は、自動走行の開始が可能か否か判定する場合に用いられる。

通信装置３０４は、外部と通信を行う。通信装置３０４は、車両制御装置３００に受信した情報を入力する。

アクチュエータＥＣＵ３０５は、アクチュエータを制御する。なお、アクチュエータＥＣＵは、車両制御装置３００からの指令の出力先の一例であってこれに限定されない。例えば、駆動力を操作するアクセルペダル、制動力を操作するブレーキペダル及びパーキングブレーキ、車両の進行方向を操作するステアリング、並びに、車両の進行方向を操作するシフトレバー等の機械要素及び信号変換装置である。

報知機構３０６はユーザに情報を報知する。報知機構３０６は、表示装置３２０及び音声出力装置３２１を含む。

表示装置３２０は画面を介して情報を報知する。実施例１の表示装置３２０は、撮像センサ１０１により取得された画像から生成される俯瞰画像、及び車両制御装置３００から出力される情報等を表示する。表示装置３２０は、例えば、タッチパネル機能を搭載した液晶ディスプレイで構成される。

音声出力装置３２１は音声を介して情報を報知する。例えば、音声出力装置３２１は、音声案内及び警告音を出力する。音声出力装置３２１は、車両１００の室内の適切な位置に配置される。音声出力装置３２１は、例えば、スピーカで構成される。

車両制御装置３００は、通信装置３０４を介して、区画線位置、停止線位置、横断歩道等の路面ペイント種別と位置等に関する情報（路面情報）と、標識、信号機、地物等、道路周辺に存在する物体に関する情報（物体情報）とを、車両１００周辺の道路周辺情報として取得する。また、車両制御装置３００は、通信装置３０４を介して、道路インフラに設置されたセンサによって計測された情報、他の車両が取得した道路周辺情報を取得することもできる。車両制御装置３００は、受信した情報に基づいて、ランドマーク情報等を更新できる。

車両制御装置３００は車両１００全体を制御する。車両制御装置３００は、環境検知部３１０、車両位置推定部３１１、走行可能幅算出部３１２、記憶部３１３、障害物回避判定部３１４、ランドマーク判定部３１５、経路更新処理部３１６、車両制御部３１７、及び表示司令部３１８を含む。

記憶部３１３は情報を記憶する。実施例１の記憶部３１３には、マップ情報、自動走行するための経路情報、ランドマーク情報、及び後述する走行可能幅が格納される。経路情報は、複数の制御点（座標）から構成される。また、実施例１の記憶部３１３には、撮像センサ１０１、測距センサ１０２、車輪センサ３０２、位置検出器３０３、通信装置３０４から送信されたデータが格納される。

環境検知部３１０は、撮像センサ１０１及び測距センサ１０２から取得したデータ等に基づいて、区画線等の目印又は標識及び障害物等の物体の種別を判別し、また、目印又は物体と車両１００との間の位置及び距離を算出する。

車両位置推定部３１１では、目印又は物体の位置、及び車速信号等に基づいて、地図上の車両１００の位置を推定する。

走行可能幅算出部３１２は、目印又は物体の位置及び経路情報等に基づいて、道路に対して車両１００が走行可能は幅を、走行可能幅として算出する。

障害物回避判定部３１４は、経路上に存在する障害物を回避するために経路を更新するか否かを判定する。

ランドマーク判定部３１５は、車両１００の位置の推定等に用いるランドマークの検知難易度を判定し、ランドマークの検知難易度を下げるために経路を更新するか否かを判定する。

経路更新処理部３１６は、障害物回避判定部３１４又はランドマーク判定部３１５によって経路を更新する必要があると判定された場合、経路を更新する。

車両制御部３１７は車両１００を制御する。自動走行では、車両制御部３１７は、経路情報に含まれる制御点を読み出し、制御点により定義される経路上を車両１００が走行するための制御値を算出し、アクチュエータＥＣＵ３０５に制御値を送信する。

表示司令部３１８は報知機構３０６に対して指令を送信する。

次に、車両制御装置３００が実行する処理について説明する。まず、走行可能幅を設定するための処理について説明する。

図４は、実施例１の車両制御装置３００が実行する走行可能幅設定処理の一例を説明するフローチャートである。図５Ａ及び図５Ｂは、実施例１の車両制御装置３００が算出する走行可能幅の一例を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂは、走行可能幅の効果を説明する図である。図７は、実施例１の車両１００の自動走行時の走行可能幅の変化を示す図である。

車両制御装置３００は、車両１００が制御点に到達した場合、又は、車線の移動後等、任意のイベントの発生時に走行可能幅設定処理を実行する。なお、車両制御装置３００は、周期的に走行可能幅設定処理を実行してもよい。

車両制御装置３００は、経路の進行方向に対して右側及び左側の各々に対して走行可能幅設定処理を実行する。

走行可能幅算出部３１２は、環境検知部３１０を介して撮像センサ１０１及び測距センサ１０２から環境情報を取得する（ステップＳ１０１）。

本実施例では、主に撮像センサ１０１から送信される画像データを使用する。なお、撮像センサ１０１が故障している場合、又は道路に区画線が無い場合、測距センサ１０２から送信されたのデータを用いてもよい。また、測距センサ１０２の故障に供えて、道路端及び区画線、側溝、及び標識を検知できるセンサを車両１００に設定してもよい。

次に、走行可能幅算出部３１２はループ処理を開始する（ステップＳ１０２）。実施例１では、経路の進行方向に対して右側及び左側の各々に対してステップＳ１０３からステップＳ１０９までの処理が実行される。以下の説明では、選択された方向を対象方向とも記載する。ステップＳ１０２では、走行可能幅算出部３１２は右側及び左側のいずれかを選択する。

次に、走行可能幅算出部３１２は車両１００が走行している道路の対象方向に区画線が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

道路の対象方向に区画線が存在しないと判定された場合、走行可能幅算出部３１２はステップＳ１０６に進む。

道路の対象方向に区画線が存在すると判定された場合、走行可能幅算出部３１２は、制御点から区画線までの距離Ａを算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、走行可能幅算出部３１２は、経路の進行方向に対して垂直な方向の、制御点から区画線までの距離を算出する。

次に、走行可能幅算出部３１２は距離Ａが閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。閾値は予め設定されている。これは、安全な距離を保持できるか否かを判定するための処理である。距離Ａが閾値以下である場合、走行可能幅算出部３１２は安全な距離を保持できないと判定する。

距離Ａが閾値より大きいと判定された場合、走行可能幅算出部３１２は、距離Ａを走行可能幅として設定し（ステップＳ１０９）、その後、ステップＳ１１０に進む。具体的には、走行可能幅算出部３１２は、制御点と紐付けて走行可能幅を記憶部３１３に格納する。

距離Ａが閾値以下であると判定された場合、走行可能幅算出部３１２は、道路の対象方向に標識又は側溝が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

道路の対象方向に標識又は側溝が存在すると判定された場合、走行可能幅算出部３１２は、制御点から標識又は側溝までの距離Ｂを算出する（ステップＳ１０７）。具体的には、走行可能幅算出部３１２は、経路の進行方向に対して垂直な方向の、制御点から標識又は側溝までの距離を算出する。

走行可能幅算出部３１２は、距離Ｂを走行可能幅として設定し（ステップＳ１０９）、その後、ステップＳ１１０に進む。具体的には、走行可能幅算出部３１２は、制御点と紐付けて走行可能幅を記憶部３１３に格納する。

ステップＳ１０６において、道路の対象方向に標識又は側溝が存在しないと判定された場合、走行可能幅算出部３１２は、制御点から道路端までの距離Ｃを算出する（ステップＳ１０８）。具体的には、走行可能幅算出部３１２は、経路の進行方向に対して垂直な方向の、制御点から道路端までの距離を算出する。

走行可能幅算出部３１２は、距離Ｃを走行可能幅として設定し（ステップＳ１０９）、その後、ステップＳ１１０に進む。具体的には、走行可能幅算出部３１２は、制御点と紐付けて走行可能幅を記憶部３１３に格納する。

ステップＳ１０３からステップＳ１０８までの処理は、車両１００が移動できる道路の最大幅を算出するための処理である。最大幅は、区画線、標識、及び道路端を基準に算出される。最大幅に基づいて走行可能幅を設定することによって、車両制御装置３００は、安全に経路を変更するための走行幅を設定できる。

ステップＳ１１０では、走行可能幅算出部３１２は、経路の進行方向に対して右側及び左側の各々の走行可能幅が設定されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

経路の進行方向に対して右側及び左側のいずれかの方向の走行可能幅が設定されていないと判定された場合、走行可能幅算出部３１２は、ステップＳ１０２に戻り、同様の処理を実行する。

経路の進行方向に対して右側及び左側の各々の走行可能幅が設定されたと判定された場合、走行可能幅算出部３１２は走行可能幅設定処理を終了する。

ステップＳ１０９において、走行可能幅算出部３１２は、以前算出した走行可能幅の最小値と算出された距離とを比較し、小さい値を走行可能幅として設定してもよい。この場合、走行可能幅は制御点と紐付けされることなく格納される。すなわち、記憶部３１３に格納される走行可能幅は一つである。このように、最小の幅を走行可能幅として格納することによって記憶領域の使用量を削減することができる。

図５Ａは、道路５００の区画線５０１を基準に設定された走行可能幅を示す。図５Ａに示すように、制御点から区画線５０１までの距離を表す幅５２０Ｒ－１、５２０Ｌ－１を走行可能幅として設定できる。また、車両１００が走行するために最低限必要な車幅５１０の半分に、マージン領域５１１を加算した幅５２０Ｒ－２、５２０Ｌ－２を走行幅として設定できる。なお、区画線が複数存在する場合、外側の区画線又は内側の区画線のいずれかを基準として走行可能幅を設定できる。

図５Ｂは、道路５００の標識又は側溝を基準に設定された走行可能幅を示す。図５Ｂに示すように、制御点から電柱５３０までの幅５２０Ｌ－３、及び制御点から標識５３１までの幅５２０Ｒ－３が走行可能幅として設定される。

標識又は側溝を基準とすることによって、区画線が存在しない道路に対しても走行可能幅を設定することができる。また、区画線が存在する場合でも、標識又は側溝を基準とすることによって、区画線を越えた経路の変更を実現するための走行可能幅を設定できる。

なお、制御点から区画線、又は、標識若しくは側溝までの幅から一定値を減算した値を走行可能幅として設定することもできる。これによって、経路の変更後も車両１００と障害物との間の距離が所定値より大きくなるように制御できる。

経路の進行方向に対する右側及び左側のそれぞれに走行可能幅を設定することによって、車両１００は、障害物が存在する方向とは逆の方向に経路を変更する場合のズレ幅を把握できる。

障害物が道路上に存在する場合、走行可能幅算出部３１２は、障害物を道路端と認識し、制御点から障害物までの距離を走行可能幅として設定する。ただし、障害物が、バス、トラック、及びタクシー等、道路から移動する可能性がある障害物である場合、走行可能幅算出部３１２は障害物として扱わないようにしてもよい。

図６Ａに示すように、最小距離を走行可能幅として設定した場合、経路の変化は小さくなるが、撮像センサ１０１及び測距センサ１０２が路肩及び車両１００周辺の縁石を検知できない場合でも、路肩及び縁石に衝突することなく障害物６００を回避できる。これによって車両１００の安全な自動走行を実現できる。また、走行可能幅を固定することによって使用する記憶容量を削減することができる。経路の目標位置から一定距離前までの区間では、予め規定された最小値、又は、これまでに算出された走行可能の最小値に固定してもよい。これによって、制御点が多い区間では走行可能幅設定処理処が必要ないため、狭い空間における迅速な経路変更を実現できる。

図６Ｂに示すように、道路状態の変化に応じて走行可能幅を更新することによって、車両１００と障害物６００との間の距離を一定以上に保ちつつ、柔軟に経路を変更することができる。

図７は、車両の走行時の走行幅の変化を示す。図７に示すように、走行可能幅は制御点と対応づけて記憶される。点線の範囲７００は走行可能幅の軌跡を表す。

なお、制御点と制御点との間の点（変化点）で走行可能幅が算出されてもよい。これによって、道路環境の変化にあわせて、大きい走行可能幅を設定できる。また、制御点間で走行可能幅が算出される場合、最小の値を制御点と対応づけて記憶してもよい。

車両１００は、目標位置まで移動した後に、再度、自動走行を行う場合、記憶部３１３に格納される走行可能幅をそのまま利用してもよい。ただし、前回の自動走行時と道路環境が異なる場合、走行可能幅設定処理を実行してもよい。これによって、走行可能幅を更新することができる。

次に、障害物の回避する場合の経路の更新について説明する。図８は、実施例１の車両制御装置３００が実行する回避処理の一例を説明するフローチャートである。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｅ、及び図１０は、実施例１の車両制御装置３００が実行する回避処理に伴う車両１００の走行状態を示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、実施例１の表示装置３２０に表示される画面の一例を示す図である。

車両制御装置３００は、車両１００が制御点に到達した場合、又は、車線の移動後等、任意のイベントの発生時に回避処理を実行する。なお、車両制御装置３００は、周期的に回避処理を実行してもよい。

記憶部３１３には安全幅が格納されるものとする。例えば、車幅５１０の半分、又は、車幅５１０の半分にマージン領域５１１を追加した幅が、安全幅として設定される。図９Ａでは、幅９００Ｒ、９００Ｌが安全幅として設定される。なお、幅９００Ｒ、９００Ｌの大きさをａとする。安全幅はシステムに応じて任意に設定できる。

なお、走行可能幅を車幅とマージン領域とに区分けして保存し、車幅を安全幅として利用することもできる。

障害物回避判定部３１４は、環境検知部３１０を介して撮像センサ１０１及び測距センサ１０２から環境情報を取得する（ステップＳ２０１）。

次に、障害物回避判定部３１４は、安全幅の範囲内に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

図９Ａでは、安全幅９００Ｒの範囲内に障害物９１０が存在するため、障害物回避判定部３１４は、安全幅の範囲内に障害物が存在すると判定する。

安全領域に障害物が存在しないと判定された場合、障害物回避判定部３１４は回避処理を終了する。

安全領域に障害物が存在すると判定された場合、障害物回避判定部３１４は、オフセットを算出し（ステップＳ２０３）、オフセットを経路更新処理部３１６に送信する。

ここで、図９Ａを例にオフセットの算出方法の一例を説明する。障害物回避判定部３１４は、経路１５０の進行方向に垂直な方向の、制御点及び障害物９１０の間の距離の最小値を算出する。障害物回避判定部３１４は、安全幅９００Ｒの大きさから最小値を減算した値ｂをオフセットとして算出する。なお、前述したオフセットの算出方法は一例であってこれに限定されない。

経路更新処理部３１６は経路を更新できるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

具体的には、経路更新処理部３１６は、障害物が存在する方向とは逆方向に、オフセット分移動させた経路が走行可能幅内に存在するか否かを判定する。前述の条件を満たさない場合、経路更新処理部３１６は経路を更新できないと判定する。

経路を更新できないと判定された場合、経路更新処理部３１６は、表示司令部３１８に車両１００の停止の報知を指示し（ステップＳ２１０）、車両制御部３１７に車両１００の停止を指示する（ステップＳ２１１）。このとき、経路更新処理部３１６は、障害物回避判定部３１４に経路更新の失敗を通知する。障害物回避判定部３１４は、当該通知を受け付けた場合、回避処理を終了する。

経路を更新できると判定された場合、経路更新処理部３１６は経路を更新する（ステップＳ２０５）。具体的には、経路更新処理部３１６は、オフセットを車両制御部３１７に送信する。

車両制御部３１７は、オフセットを受信した場合、オフセットに基づいて読み出された制御点を更新する。車両制御部３１７は、更新された制御点に基づいて車両１００を制御する。

図９Ｂに示すように、オフセットに基づく制御点の更新は、点線の経路１５０から実線の経路１５０への更新と同義である。本実施例では、経路の再生成を伴う処理を実行することなく、経路の更新を実現できる。したがって、処理負荷の低減により、車両１００の制御に要するコストを削減できる。

車両制御部３１７は、更新後の経路１５０に沿って車両１００が走行するように操舵角を算出し、アクチュエータＥＣＵ３０５に送信する。これによって、図９Ｃに示すように、車両１００は障害物９１０を回避することができる。

経路更新処理部３１６は、表示司令部３１８に回避制御の開始の報知を指示する（ステップＳ２０６）。また、経路更新処理部３１６は、障害物回避判定部３１４に障害物の監視を指示する。

障害物回避判定部３１４は、環境検知部３１０を介して撮像センサ１０１及び測距センサ１０２から環境情報を取得する（ステップＳ２０７）。

障害物回避判定部３１４は、車両１００が障害物を通過したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。

車両１００が障害物を通過していないと判定された場合、障害物回避判定部３１４は、ステップＳ２０７に戻り、同様の処理を実行する。

車両１００が障害物を通過したと判定された場合、障害物回避判定部３１４は、オフセットの解除指示を経路更新処理部３１６に送信することによって、経路を更新する（ステップＳ２０９）。その後、障害物回避判定部３１４は回避処理を終了する。このとき、経路更新処理部３１６は、オフセットの削除指示を車両制御部３１７に送信する。

車両制御部３１７は、オフセットの削除指示を受信した場合、オフセットを削除する。車両制御部３１７は、更新前の制御点に基づいて車両１００を制御する。

図９Ｄに示すように、オフセットの削除に基づく制御点の更新は、点線の経路１５０から実線の経路１５０への更新と同義である。

車両制御部３１７は、更新後の経路１５０に沿って車両１００が走行するように操舵角を算出し、アクチュエータＥＣＵ３０５に送信する。これによって、図９Ｅに示すように、車両１００はものと経路１５０に戻る。車両１００は、障害物９１０を回避した後に、元の経路１５０に戻るため、目標位置に到達できる。

車両制御装置３００は、障害物の通過を契機に、経路１５０を更新前の経路１５０に戻しているが、これに限定されない。車両１００が敷地内に入った場合、又は、車両１００が元の経路１５０及び更新後の経路１５０が交わる点に到達した場合、車両制御装置３００は元の経路１５０に戻してもよい。

図１０に示すように、外側の区画線１０１１Ｒ、１０１１Ｌを基準に走行可能幅５２０Ｒ、５２０Ｌが設定されている場合、車両１００は、区画線１０１０を超えて経路に更新することによって、障害物１０００を回避することができる。このように、経路１５０が通過する走行車線が塞がれている場合でも、車両１００は自動走行を継続できる。

ここで、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて、報知機構３０６による情報の報知方法について説明する。

報知機構３０６は、例えば、表示装置３２０に画面１１００又は画面１１１０を表示する。

画面１１００は、回避制御の開始の報知するための画面である。画面１１１０は、車両１００の停止を報知するための画面である。

画面１１００及び画面１１１０は、メッセージ表示欄１１０１、画像表示欄１１０２、１１０３、及び終了ボタン１１０４を含む。

メッセージ表示欄１１０１は、メッセージを表示する欄である。画面１１００のメッセージ表示欄１１０１には、回避制御が開始されたことを示すメッセージが表示され、画面１１１０のメッセージ表示欄１１０１には、自動走行を中止することを示すメッセージが表示される。自動走行の中止を通知することによって、ユーザの手動運転へのスムーズな切替えを促すことができる。

画像表示欄１１０２は、車両１００の前方の画像を表示する欄である。画像表示欄１１０３は、車両１００上方の俯瞰画像を表示する欄である。終了ボタン１１０４は、画面１１００、１１１０の表示を指示するための操作ボタンである。

なお、画面１１００には、回避制御の実行を指示する操作ボタンが含まれてもよい。このように、障害物の回避の要否をユーザの判断に委ねることによって、安全性を高めることができる。

次に、ランドマークを検知するための経路の更新について説明する。

走行環境等が変化した場合、経路からのランドマークの検知のしやすさ、すなわち、検知難易度は変化する。そのため、以前の車両１００の走行では検知できたランドマークであっても、現在の走行環境の元ではランドマークが検知できない事象が起こりうる。ランドマークが検知できない場合、車両位置の推定精度が低下するため、ランドマークの検知できるように経路を変更する必要がある。

図１２は、実施例１の車両制御装置３００が実行するランドマーク移動処理の一例を説明するフローチャートである。図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄ、及び図１３Ｅは、実施例１の車両制御装置３００が実行するランドマーク移動処理に伴う車両１００の走行状態を示す図である。

車両制御装置３００は、車両１００が制御点に到達した場合、又は、車線の移動後等、任意のイベントの発生時にランドマーク移動処理を実行する。なお、車両制御装置３００は、周期的にランドマーク移動処理を実行してもよい。

ランドマーク判定部３１５は、環境検知部３１０を介して撮像センサ１０１及び測距センサ１０２から環境情報を取得する（ステップＳ３０１）。

次に、ランドマーク判定部３１５は、接近すべきランドマークが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０２）。例えば、以下のような処理が実行される。

ランドマーク判定部３１５は、現在の走行環境におけるセンサの検知範囲を推定する。ランドマーク判定部３１５は、経路上に、当該検知範囲に含まれないランドマークが存在するか否かを判定する。当該検知範囲に含まれないランドマークが存在する場合、ランドマーク判定部３１５は、接近すべきランドマークが存在すると判定する。なお、前述した判定方法は一例であってこれに限定されない。

図１３Ａに示す例では、検知範囲１３００に含まれないランドマーク１３１０、１３１１が存在する。なお、ランドマークには重要度が設定されているものとする。ランドマークの重要度はランドマーク情報に含まれる。

接近すべきランドマークが存在しないと判定された場合、ランドマーク判定部３１５は、ランドマーク移動処理を終了する。

接近すべきランドマークが存在すると判定された場合、ランドマーク判定部３１５は、オフセットを算出し（ステップＳ３０３）、オフセットを経路更新処理部３１６に送信する。ここで、図１３Ａを例にオフセットの算出方法の一例を説明する。

ランドマーク判定部３１５は、接近すべきランドマークが複数存在する場合、重要度に基づいて接近するランドマークを選択する。具体的には、重要度の最も高いランドマークが選択される。図１３Ａでは、ランドマーク１３１１の重要度がランドマーク１３１０の重要度より高いため、ランドマーク１３１１が選択される。

ランドマーク判定部３１５は、経路１５０の進行方向に垂直な方向の、制御点及びランドマークの間の距離の最小値を算出する。ランドマーク判定部３１５は、検知範囲１３００と車幅の半分の合計値から最小値を減算した値ｃをオフセットとして算出する。

なお、前述したオフセットの算出方法は一例であってこれに限定されない。

経路更新処理部３１６は経路を更新できるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

具体的には、経路更新処理部３１６は、ランドマーク１３１１が存在する方向に、オフセット分移動させた経路が走行可能幅内に存在するか否かを判定する。前述の条件を満たさない場合、経路更新処理部３１６は経路を更新できないと判定する。

経路を更新できないと判定された場合、経路更新処理部３１６は、表示司令部３１８にランドマークへの接近失敗の報知を指示する（ステップＳ３１０）。このとき、経路更新処理部３１６は、ランドマーク判定部３１５に経路更新の失敗を通知する。ランドマーク判定部３１５は、当該通知を受け付けた場合、ランドマーク移動処理を終了する。

経路を更新できると判定された場合、経路更新処理部３１６は経路を更新する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５の処理はステップＳ２０５の処理と同一である。

図１３Ｂに示すように、オフセットに基づく制御点の更新は、点線の経路１５０から実線の経路１５０への更新と同義である。

車両制御部３１７は、更新後の経路１５０に沿って車両１００が走行するように操舵角を算出し、アクチュエータＥＣＵ３０５に送信する。これによって、図１３Ｃに示すように、車両１００は、ランドマーク１３１１を検知できる範囲内に接近できる。

経路更新処理部３１６は、表示司令部３１８に接近制御の開始の報知を指示する（ステップＳ３０６）。また、経路更新処理部３１６は、ランドマーク判定部３１５にランドマークの監視を指示する。

ランドマーク判定部３１５は、環境検知部３１０を介して撮像センサ１０１及び測距センサ１０２から環境情報を取得する（ステップＳ３０７）。

ランドマーク判定部３１５は、車両１００がランドマークを通過したか否かを判定する（ステップＳ３０８）。

車両１００がランドマークを通過していないと判定された場合、ランドマーク判定部３１５は、ステップＳ３０７に戻り、同様の処理を実行する。

車両１００がランドマークを通過したと判定された場合、ランドマーク判定部３１５は、オフセットの解除指示を経路更新処理部３１６に送信することによって、経路を更新する（ステップＳ３０９）。その後、ランドマーク判定部３１５はランドマーク移動処理を終了する。このとき、経路更新処理部３１６は、オフセットの削除指示を車両制御部３１７に送信する。

車両制御部３１７は、オフセットの削除指示を受信した場合、オフセットを削除する。車両制御部３１７は、更新前の制御点に基づいて車両１００を制御する。

図１３Ｄに示すように、オフセットの削除に基づく制御点の更新は経路１５０の更新と同義である。

車両制御部３１７は、更新後の経路１５０に沿って車両１００が走行するように操舵角を算出し、アクチュエータＥＣＵ３０５に送信する。これによって、図１３Ｅに示すように、車両１００はものと経路１５０に戻る。車両１００は、ランドマーク１３１１を通過した後に、元の経路１５０に戻るため、目標位置に到達できる。

次に、記憶部３１３に格納される経路情報の更新について説明する。

経路情報の更新を実現するために、走行可能幅算出部３１２は、制御点、走行可能幅、及び算出時刻から構成される履歴データを記憶部３１３に一定期間保存する。

経路更新処理部３１６は、経路を複数の区間に分割し、各区間の制御点の履歴データを参照する。経路更新処理部３１６は、ある制御点について、最も古い走行可能幅から他の時刻の走行可能幅を減算する。さらに、経路更新処理部３１６は、算出された差の平均値を算出する。

当該差の平均値が負であり、かつ、同一である期間が一定以上継続した場合、経路更新処理部３１６は、記憶部３１３に格納される経路情報の制御点を、当該差の平均値に基づいて修正した座標に更新する。さらに、経路更新処理部３１６は、更新された制御点を含む区間の走行可能幅が同一である場合、当該区間の制御点を削除する。

当該差の平均値が正であり、かつ、同一である期間が一定以上継続した場合、経路更新処理部３１６は、新たに制御点を追加する。

なお、制御点の更新とともに、制御点に紐付けて管理する走行可能幅も更新されてもよい。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、及び図１５Ｂは、実施例１の経路情報の更新の一例を示す図である。なお、範囲７００は、経路１５０に沿って移動した場合に設定される走行可能幅の軌跡を示す。

図１４Ａに示すように、経路情報の生成時に道路上に障害物１４００が存在する場合、経路情報には、障害物１４００を避けるように設定された制御点１５１が含まれる。

図１４Ｂに示すように、障害物１４００が移動した場合、障害物１４００が存在した区間を直進するように制御点が更新される。さらに、更新された制御点を含む区間の走行可能幅は同一であるため、経路更新処理部３１６は、更新された制御点を経路情報から削除する。以上のように経路情報が更新されることによって、車両１００の無用な迂回をなくすることができる。

図１５Ａに示すように、経路情報の生成時に道路上に障害物１４００が存在しない場合、経路情報には、車両１００が直進するように設定された制御点１５１が含まれる。

図１５Ｂに示すように、道路上に障害物１５００が存在する場合、障害物１５００を基準とする走行可能幅が算出される。そこで、経路更新処理部３１６は、障害物１５００を避けるように制御点１５１を追加する。以上のように経路情報が更新されることによって、回避処理に伴う経路の更新を削減できる。

図１６は、実施例１の車両制御装置３００による車速の制御と走行可能幅との関係を示す図である。

図１６に示すように、車両制御部３１７は、走行可能幅の大きさに応じて車速を変化させてもよい。例えば、車両制御部３１７は、左右いずれかの走行可能幅が小さくなるほど、車速を下げるように車両１００を制御する。これによって、安全性とユーザの不安感及び抵抗感を低減できる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、本発明は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をコンピュータに提供し、そのコンピュータが備えるプロセッサが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

また、本実施例に記載の機能を実現するプログラムコードは、例えば、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。

さらに、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することによって、それをコンピュータのハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、コンピュータが備えるプロセッサが当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。

上述の実施例において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。

１００ 車両
１０１ 撮像センサ
１０２ 測距センサ
１５０ 経路
１５１ 制御点
３００ 車両制御装置
３０１ 入力スイッチ
３０２ 車輪センサ
３０３ 位置検出器
３０４ 通信装置
３０５ アクチュエータＥＣＵ
３０６ 報知機構
３１０ 環境検知部
３１１ 車両位置推定部
３１２ 走行可能幅算出部
３１３ 記憶部
３１４ 障害物回避判定部
３１５ ランドマーク判定部
３１６ 経路更新処理部
３１７ 車両制御部
３１８ 表示司令部
３２０ 表示装置
３２１ 音声出力装置
５２０Ｌ、５２０Ｒ 走行可能幅

Claims (8)

1. 車両を制御する車両制御装置であって、
   前記車両には、前記車両の周辺の環境に関する値を計測するセンサが搭載され、
   前記車両制御装置は、
   経路の情報、及び前記経路の進行方向に対して垂直な前記経路の右方向及び左方向の各々に設定される走行可能幅の情報を記憶する記憶部と、
   前記走行可能幅を算出する算出部と、
   前記経路に沿うように前記車両を自動走行させるための制御を行う制御部と、備え、
   前記制御部は、
   前記センサから取得した値に基づいて、障害物と衝突する危険があるか否かを判定し、
   前記障害物と衝突する危険があると判定された場合、前記経路の進行方向に対して垂直な前記障害物が存在する方向とは逆方向の前記走行可能幅により定まる範囲に前記経路が存在するように、前記記憶部から取得した前記経路の情報を更新し、
   前記経路の終点から一定距離前までの区間の前記走行可能幅として、固定値又は前記区間とは異なる区間において算出された前記走行可能幅の最小値を前記記憶部に格納することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記算出部は、
   前記センサから取得された値に基づいて、前記経路の進行方向に対して垂直な前記経路の右方向及び左方向の各々について前記車両が移動できる最大幅を算出し、
   前記経路の進行方向に対して垂直な前記経路の右方向及び左方向の各々の前記最大幅に基づいて、前記経路の進行方向に対して垂直な前記経路の右方向及び左方向の各々の前記走行可能幅を算出することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記最大幅は、前記経路から、区画線、標識、障害物、又は道路の端までの距離であることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記障害物と衝突する危険があると判定された場合、前記経路の進行方向に対して垂直な方向の、前記経路及び前記障害物の間の距離を算出し、
   前記距離に基づいて、前記範囲で前記障害物を回避するように、前記記憶部から取得した経路の情報を更新することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記センサから取得した値に基づいて、前記障害物を通過したか否かを判定し、
   前記障害物を通過したと判定された場合、前記記憶部から取得した経路の情報を更新前の状態に更新することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記センサが目標物を検知可能であるか否かを判定し、
   前記センサが前記目標物を検知できないと判定された場合、前記経路の進行方向に対して垂直な方向の、前記経路及び前記目標物の間の距離を算出し、
   前記距離に基づいて、前記センサの検知範囲に前記目標物が含まれるように、前記記憶部から取得した経路の情報を更新することを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記記憶部は、前記走行可能幅に基づく前記経路の更新の履歴を格納し、
   前記履歴に基づいて、前記記憶部に格納される経路の情報を更新することを特徴とする車両制御装置。
8. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記制御部は、前記走行可能幅の大きさ応じて車速を制御することを特徴とする車両制御装置。

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