JP7317081B2

JP7317081B2 - 進行停止判定装置

Info

Publication number: JP7317081B2
Application number: JP2021135679A
Authority: JP
Inventors: 善光村橋; 陽平北原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2041-08-23
Also published as: JP2023030508A; US20230054661A1; CN115909774A

Description

本発明は、自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する進行停止判定装置に関する。

この種の装置として、信号機の点灯状態を特定して車両の進行が許可される方向を判定するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、車両の進行方向にある交差点に設置された信号機を撮像した画像から信号機の点灯状態を特定できない場合に、当該画像の撮像時点よりも過去に取得した過去画像に基づいて信号機の点灯状態が推定され、推定結果に基づいて交差点において車両の進行が許可される方向が判定され、判定結果に基づいて車両の走行制御が行われる。

信号機が設置された一般道を走行可能な自動運転車両が普及することで、交通社会全体の安全性や利便性が向上し、持続可能な輸送システムを実現することができる。また、輸送の効率性や円滑性が向上することで、ＣＯ２排出量が削減され、環境への負荷を軽減することができる。

特開２０２０－６７７０３号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置のように、単に信号機の点灯状態を推定するだけでは、車両が進行すべきか停止すべきかを安定して判定できない場合があり、車両の走行制御を良好に行うことが難しい場合がある。

本発明の一態様である進行停止判定装置は、自動運転車両に搭載され、自動運転車両の進行方向の画像情報を取得するカメラと、カメラにより取得された画像情報に基づいて、所定周期で、自動運転車両の進行方向の信号機を認識するとともに、認識された信号機の点灯状態を、車両の進行を許可する第１点灯状態、安全に停止できない場合を除き、停止位置を越える車両の進行を禁止する第２点灯状態、車両の進行を禁止する第３点灯状態、および前記第１点灯状態から前記第３点灯状態までのいずれであるかが不明な不明状態のいずれか１つとして認識する信号認識部と、自動運転車両の速度情報を取得する速度取得部と、信号認識部により認識された信号機に対応する停止位置に対する自動運転車両の位置情報を取得する位置取得部と、信号認識部により信号機が認識されると、所定周期で、信号認識部により認識された信号機の点灯状態と、速度取得部により取得された速度情報と、位置取得部により取得された位置情報と、に基づいて、自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する進行停止判定部と、を備える。進行停止判定部は、信号認識部により前回認識された信号機の点灯状態が第１点灯状態または第２点灯状態であり、かつ、信号認識部により今回認識された信号機の点灯状態が第２点灯状態である場合、自動運転車両がすでに信号機に対応する停止位置を越えているとき、および、速度を維持してそのまま走行すると点灯状態が第３点灯状態に変わる前に信号機に対応する停止位置を越えるときは、自動運転車両が進行すべきと判定し、自動運転車両が速度を維持してそのまま走行すると点灯状態が第３点灯状態に変わってから信号機に対応する停止位置を越えるときは、自動運転車両が停止すべきと判定し、信号認識部により前回認識された信号機の点灯状態が不明状態であり、かつ、信号認識部により今回認識された信号機の点灯状態が第２点灯状態である場合、速度情報および位置情報にかかわらず、前回の判定結果を、そのまま今回の判定結果として維持する。

本発明によれば、自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを安定して判定することができる。

車両が停止すべき場合について説明するための図。車両が進行すべき場合について説明するための図。信号機付近での車両位置および車両速度について説明するための図。本発明の実施形態に係る進行停止判定装置の要部構成の一例を概略的に示すブロック図。本発明の実施形態に係る進行停止判定装置による処理について説明するための図。図３の進行停止判定部による進行停止判定結果について説明するための図。

以下、図１Ａ～図５を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る進行停止判定装置は、車両を自動運転するように走行用アクチュエータを制御する走行制御装置を有する自動運転車両に適用され、信号機が設置された一般道における自動運転車両の進行停止判定を行う。

図１Ａおよび図１Ｂは、車両が信号機の手前で停止すべき場合および進行すべき場合について説明するための図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、車両前方の信号機の点灯状態が車両の進行を許可する青信号Ｇの場合、車両は、周囲の交通状況に応じて、そのまま進行することができる（時刻ｔ１，ｔ５）。また、信号機の点灯状態が車両の進行を禁止する赤信号Ｒの場合、車両は、すでにその信号機に対応する停止位置（停止線）を越えて走行している場合を除き、停止位置で停止しなければならない（時刻ｔ３～ｔ４，ｔ７～ｔ８）。

一方、信号機の点灯状態が、安全に停止できない場合を除き停止位置を越える車両の進行を禁止する黄信号Ｙの場合は、その時点での停止位置に対する車両位置および車両速度に応じて、車両が停止位置で停止すべきか、そのまま進行すべきか判断する必要がある。

図２は、信号機付近での車両位置および車両速度について説明するための図である。図２において、領域Ａは、すでに停止位置を越えている車両位置に対応し、領域Ｂ～Ｅは、停止位置の手前の車両位置に対応する。領域Ｂ，Ｃは、減速して停止位置で安全に停止できる車両位置および車両速度に対応し、領域Ｄ，Ｅは、減速して停止位置で安全に停止することが難しい車両位置および車両速度に対応する。領域Ｃ，Ｄは、車両速度を維持してそのまま走行すると赤信号Ｒに変わる前に停止位置を越える車両位置および車両速度に対応し、領域Ｂ，Ｅは、車両速度を維持してそのまま走行すると赤信号Ｒに変わってから停止位置を越える車両位置および車両速度に対応する。

例えば、図１Ａに示すように、時刻ｔ２で黄信号Ｙに変わった時点での車両位置および車両速度が領域Ｂに対応する場合、車両速度を維持してそのまま走行すると、時刻ｔ３で赤信号Ｒに変わってから停止位置を越えることになる。このような場合、時刻ｔ２では、車両が停止位置で停止すべきと判断することができる。

一方、図１Ｂに示すように、時刻ｔ６で黄信号Ｙに変わった時点での車両位置および車両速度が領域Ｄに対応する場合、車両速度を維持してそのまま走行すれば、時刻ｔ７で赤信号Ｒに変わる前に停止位置を越えることができる。このような場合、時刻ｔ６では、車両が停止位置で停止することなく、そのまま進行すべきと判断することができる。

自動運転車両では、このような進行停止の判断（判定）結果および周囲の交通状況に基づいて走行制御装置により走行用アクチュエータが制御されるため、進行停止判定を安定して行う必要がある。また、進行停止判定は、例えば信号の点灯状態を検出するカメラの撮像周期に応じて周期的に行われるが、遮蔽物や天候などの影響によって一時的に信号の点灯状態が認識されない場合でも、進行停止判定を安定して行う必要がある。そこで本実施形態では、自動運転車両が進行すべきか停止すべきかの進行停止判定を安定して行うことができるよう、以下のように進行停止判定装置を構成する。

図３は、本発明の実施形態に係る進行停止判定装置（以下、装置）１００の要部構成の一例を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、装置１００は、主に電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０により構成される。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵなどの演算部１１と、ＲＯＭ，ＲＡＭなどの記憶部１２と、その他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。

ＥＣＵ１０は、例えば車両に搭載されて車両の動作を制御する複数のＥＣＵ群の一部として構成される。ＥＣＵ１０は、車外に設けられたコンピュータを含んで構成されてもよく、車両に搭載されたコンピュータと車外に設けられたコンピュータとの組み合わせにより構成されてもよい。ＥＣＵ１０には、自動運転車両に搭載されたカメラ１と、速度取得部２と、位置取得部３と、走行制御装置２００とが接続される。

カメラ１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を含んで構成され、自動運転車両が走行する道路に設けられた信号機を含む進行方向を全体的に撮像するように設けられ、所定周期で進行方向の画像情報を取得する。速度取得部２は、例えば車輪速センサなどにより構成され、自動運転車両の車両速度の情報（速度情報）を取得する。位置取得部３は、例えば測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを含んで構成され、自動運転車両の現在位置を測定することで、各信号機に対応する停止位置に対する自動運転車両の相対的な車両位置の情報（位置情報）を取得する。

ＥＣＵ１０の演算部１１は、機能的構成として、信号認識部１３と、進行停止判定部１４とを有する。すなわち、ＥＣＵ１０の演算部１１は、信号認識部１３と、進行停止判定部１４として機能する。記憶部１２には、各種制御のプログラムやプログラムで用いられる閾値などの情報が記憶される。

図４は、演算部１１による処理について説明するための図であり、信号認識部１３および進行停止判定部１４での処理の流れを示す。図４に示すように、信号認識部１３は、カメラ１からの画像情報に基づいて、所定周期で、自動運転車両の進行方向の信号機を認識するとともに、認識された信号機の点灯状態を認識する。より具体的には、信号機の点灯状態を、青信号Ｇ、黄信号Ｙ、赤信号Ｒ、および青信号Ｇ、黄信号Ｙ、赤信号Ｒのいずれであるかが不明な不明状態Ｕのいずれか１つとして認識する。

進行停止判定部１４は、信号認識部１３により信号機が認識されると、認識された信号機の点灯状態と、速度取得部２により取得された速度情報と、位置取得部３により取得された位置情報と、前回の進行停止判定結果とに基づいて、今回の進行停止判定を行う。より具体的には、前回および今回の信号機の点灯状態と、車両速度および車両位置に対応する図２の領域Ａ～Ｅと、前回の進行停止判定結果とに基づいて、今回の進行停止判定を行う。進行停止判定部１４により進行停止判定が行われると、進行停止判定結果および周囲の交通状況に基づいて走行制御装置により走行用アクチュエータが制御される。

図５は、進行停止判定部１４による進行停止判定結果について説明するための図である。図５に示すように、信号認識部１３により青信号Ｇが認識されると、前回の信号機の点灯状態、車両速度および車両位置に対応する領域Ａ～Ｅ、前回の進行停止判定結果にかかわらず、“進行（Ｇｏ）”と判定される。

前回、信号認識部１３により青信号Ｇが認識され、進行停止判定部１４により“進行（Ｇｏ）”と判定され、今回、黄信号Ｙまたは不明状態Ｕが認識されると、領域Ａ，Ｃ，Ｄの場合は“進行（Ｇｏ）”、領域Ｂ，Ｅの場合は“停止（Ｓｔｏｐ）”と判定される。

領域Ａ，Ｃ，Ｄにおいて、前回、信号認識部１３により黄信号Ｙが認識され、進行停止判定部１４により“進行（Ｇｏ）”と判定され、今回、黄信号Ｙが認識されると、“進行（Ｇｏ）”と判定される。領域Ｂ，Ｅにおいて、前回、信号認識部１３により黄信号Ｙが認識され、進行停止判定部１４により“停止（Ｓｔｏｐ）”と判定され、今回、黄信号Ｙが認識されると、“停止（Ｓｔｏｐ）”と判定される。

領域Ａにおいて、前回、信号認識部１３により黄信号Ｙ、赤信号Ｒまたは不明状態Ｕが認識され、進行停止判定部１４により“進行（Ｇｏ）”と判定され、今回、赤信号Ｒまたは不明状態Ｕが認識されると、“進行（Ｇｏ）”と判定される。領域Ｂ，Ｅにおいて、前回、信号認識部１３により黄信号Ｙ、赤信号Ｒまたは不明状態Ｕが認識され、進行停止判定部１４により“停止（Ｓｔｏｐ）”と判定され、今回、赤信号Ｒまたは不明状態Ｕが認識されると、“停止（Ｓｔｏｐ）”と判定される。

一方、信号認識部１３により、前回、不明状態Ｕが認識され、今回、黄信号Ｙまたは不明状態Ｕが認識されると、領域Ａ～Ｅにかかわらず、前回の進行停止判定結果が、そのまま今回の進行停止判定結果として維持される。前回、信号の点灯状態が認識されず、今回、黄信号Ｙが認識された場合には、車両速度などの条件によっては進行と停止が交互に判定され、不要な減速が生じるなど進行停止判定に基づく走行制御が不安定になることがある。このような場合、前回の進行停止判定結果を維持することで、進行停止判定結果の安定性を確保し、走行制御における不要な減速を確実に抑制することができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）装置１００は、自動運転車両に搭載され、自動運転車両の進行方向の画像情報を取得するカメラ１と、カメラ１により取得された画像情報に基づいて、所定周期で、自動運転車両の進行方向の信号機を認識するとともに、認識された信号機の点灯状態を認識する信号認識部１３と、自動運転車両の速度情報を取得する速度取得部２と、信号認識部１３により認識された信号機に対応する停止位置に対する自動運転車両の位置情報を取得する位置取得部３と、信号認識部１３により信号機が認識されると、所定周期で、信号認識部１３により認識された信号機の点灯状態と、速度取得部２により取得された速度情報と、位置取得部３により取得された位置情報と、に基づいて、自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する進行停止判定部１４と、を備える（図３）。

進行停止判定部１４は、さらに、前回の判定結果と、信号認識部１３により前回認識された信号機の点灯状態と、に基づいて、自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する（図５）。このように、前回の判定結果と信号機の点灯状態とを考慮して今回の進行停止判定を行うことで、進行停止判定を適切に、かつ、安定して行うことができるため、進行停止判定結果に基づく車両の走行制御を良好に行うことができる。

（２）信号認識部１３は、信号機の点灯状態を、車両の進行を許可する青信号Ｇ、安全に停止できない場合を除き、停止位置を越える車両の進行を禁止する黄信号Ｙ、車両の進行を禁止する赤信号Ｒ、および青信号Ｇ、黄信号Ｙ、赤信号Ｒのいずれであるかが不明な不明状態Ｕのいずれか１つとして認識する（図５）。進行停止判定部１４は、信号認識部１３により青信号Ｇが認識されると、自動運転車両がそのまま進行すべきと判定し、信号認識部１３により黄信号Ｙが認識されると、自動運転車両が安全に停止できない場合を除き、信号認識部１３により認識された信号機に対応する停止位置で停止すべきと判定し、信号認識部１３により赤信号Ｒが認識されると、自動運転車両がすでに停止位置を越えている場合を除き、信号認識部１３により認識された信号機に対応する停止位置で停止すべきと判定する（図５）。このように、信号色を認識し、認識された信号色に基づいて進行停止判定を行うことで、信号機が設置された一般道でも自動運転車両の走行制御を適切に行うことができる。

（３）進行停止判定部１４は、信号認識部１３により前回認識された信号機の点灯状態が不明状態Ｕであり、かつ、信号認識部１３により今回認識された信号機の点灯状態が黄信号Ｙである場合、速度情報および位置情報にかかわらず、前回の判定結果に基づいて自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する（図５）。このように、前回、信号色が認識されず、今回、黄信号が認識されたときは、自動運転車両の速度や位置にかかわらず前回の進行停止判定結果を維持することで、進行停止判定結果の安定性を確保し、走行制御における不要な減速を確実に抑制することができる。

上記実施形態では、図４などで信号認識部１３および進行停止判定部１４の処理がカメラ１の撮像周期に応じて周期的に行われる例を説明したが、所定周期で信号機を認識し、信号機の点灯状態を認識する信号認識部および自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する進行停止判定部は、このようなものに限らない。例えば、ＥＣＵの演算周期ごとに処理を行ってもよく、車両位置や車両速度などに応じて処理周期を変更してもよい。

上記実施形態では、速度取得部２が車輪速センサなどにより構成され、位置取得部３が測位センサを含んで構成される例を説明したが、自動運転車両の速度情報を取得する速度取得部および自動運転車両の位置情報を取得する位置取得部は、このようなものに限らない。例えば、自律航法により位置情報を取得してもよく、位置情報に基づいて速度情報を取得してもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１カメラ、２速度取得部、３位置取得部、１０電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１１演算部、１２記憶部、１３信号認識部、１４進行停止判定部、１００進行停止判定装置（装置）、２００走行制御装置

Claims

自動運転車両に搭載され、該自動運転車両の進行方向の画像情報を取得するカメラと、
前記カメラにより取得された画像情報に基づいて、所定周期で、前記自動運転車両の進行方向の信号機を認識するとともに、認識された信号機の点灯状態を、車両の進行を許可する第１点灯状態、安全に停止できない場合を除き、停止位置を越える車両の進行を禁止する第２点灯状態、車両の進行を禁止する第３点灯状態、および前記第１点灯状態から前記第３点灯状態までのいずれであるかが不明な不明状態のいずれか１つとして認識する信号認識部と、
前記自動運転車両の速度情報を取得する速度取得部と、
前記信号認識部により認識された信号機に対応する停止位置に対する前記自動運転車両の位置情報を取得する位置取得部と、
前記信号認識部により信号機が認識されると、前記所定周期で、前記信号認識部により認識された信号機の点灯状態と、前記速度取得部により取得された速度情報と、前記位置取得部により取得された位置情報と、に基づいて、前記自動運転車両が進行すべきか停止すべきかを判定する進行停止判定部と、を備える進行停止判定装置であって、
前記進行停止判定部は、
前記信号認識部により前回認識された信号機の点灯状態が前記第１点灯状態または前記第２点灯状態であり、かつ、前記信号認識部により今回認識された信号機の点灯状態が前記第２点灯状態である場合、前記自動運転車両がすでに前記信号機に対応する停止位置を越えているとき、および、速度を維持してそのまま走行すると前記点灯状態が前記第３点灯状態に変わる前に前記信号機に対応する停止位置を越えるときは、前記自動運転車両が進行すべきと判定し、前記自動運転車両が速度を維持してそのまま走行すると前記点灯状態が前記第３点灯状態に変わってから前記信号機に対応する停止位置を越えるときは、前記自動運転車両が停止すべきと判定し、
前記信号認識部により前回認識された信号機の点灯状態が前記不明状態であり、かつ、前記信号認識部により今回認識された信号機の点灯状態が前記第２点灯状態である場合、前記速度情報および前記位置情報にかかわらず、前回の判定結果を、そのまま今回の判定結果として維持することを特徴とする進行停止判定装置。
請求項１に記載の進行停止判定装置において、
前記進行停止判定部は、前記信号認識部により前記第１点灯状態が認識されると、前記自動運転車両がそのまま進行すべきと判定し、前記信号認識部により前記第３点灯状態が認識されると、前記自動運転車両がすでに停止位置を越えている場合を除き、前記信号認識部により認識された信号機に対応する停止位置で停止すべきと判定することを特徴とする進行停止判定装置。