JP7381780B2 - 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、車両の運転を自動的に制御すること(以下、自動運転と称する)について研究が進められている。これに関連し、自動運転の開始時に車両が走行していた車線をデフォルトレーンに決定し、そのデフォルトレーンに沿って車両を自動運転する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2018-105692号公報
しかしながら、従来の技術では、車両が現在走行している道路からジャンクションを介して他の道路に進入する場合、自動運転下において基準とする車線の道路内での相対的な位置が、互いに異なる二つの道路を移動する前後で変わってしまう場合があった。この結果、車両に乗車した乗員に違和感を感じさせる場合があった。
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、乗員に違和感を感じさせにくい自動運転を行う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。
本発明の一態様(1)は、車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定する決定部と、前記車両の周辺の状況と、前記決定部によって決定された前記基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させるモード制御部と、を備え、前記決定部は、前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定す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、前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数とが同じ場合、前記第1基準車線の相対位置に基づいて、前記第2基準車線を決定するものである。
(3)の態様は、上記(2)の態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、一方向からの車線から数えて第n番目の車線を前記第1基準車線に決定した場合、前記第2道路に含まれる複数車線のうち、前記一方向からの車線から数えて第n番目の車線を前記第2基準車線に決定するものである。
(4)の態様は、上記(1)または(2)の態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数とが異なる場合、前記第1基準車線の相対位置と、前記第1道路および前記第2道路に適用される左側通行または右側通行の所定の規則とに基づいて、前記第2基準車線を決定するものである。
(5)の態様は、上記(4)の態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路の車線数に比して前記第2道路の車線数が多く、且つ前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記所定の規則で定められた車線から数えて第n番目の車線を前記第1基準車線に決定した場合、前記第2道路に含まれる複数の車線のうち、前記所定の規則で定められた車線から数えて第n番目の車線を、前記第2基準車線に決定するものである。
(6)の態様は、上記(4)の態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路の車線数に比して前記第2道路の車線数が少なく、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記所定の規則で定められた車線の反対側にある最も外側の車線から数えて第n番目の車線を前記第1基準車線に決定した場合、前記第2道路に含まれる複数の車線のうち、前記所定の規則で定められた車線の反対側にある最も外側の車線から数えて第n番目の車線を、前記第2基準車線に決定するものである。
(7)の態様は、上記(5)または(6)の態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数との比率が1よりも小さい第1閾値以上、または1よりも大きい第2閾値未満である場合、前記第2基準車線を決定するものである。
(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、前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数とが異なる場合、前記第2道路において前記第2基準車線を決定する際に、前記第1基準車線の相対位置の参照度合いを低下させるものである。
(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、前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数との比率が1よりも小さい第1閾値未満、または1よりも大きい第2閾値以上である場合、前記第1道路における前記第1基準車線の相対位置と、前記第2道路における前記第2基準車線の相対位置とが一致するように、前記第2基準車線を決定するものである。
(10)の態様は、上記(1)から(9)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路と前記第2道路との接続地点から所定距離離れた位置における前記第1基準車線の相対位置に基づいて、前記第2基準車線を決定するものである。
(11)の態様は、上記(10)の態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記接続地点において、前記第1道路と前記第2道路とをつなぐジャンクションに接続された車線が、前記第1基準車線よりも左側通行または右側通行の所定の規則で定められた車線に近い場合、前記ジャンクションに接続された車線が、前記第1基準車線よりも前記所定の規則で定められた車線から遠い場合に比して、前記所定距離を長くするものである。
(12)の態様は、上記(1)から(11)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第1道路を車両が通行する際の速度と、前記第2道路を車両が通行する際の速度とが異なる場合、前記第1基準車線の相対位置に基づき前記第2基準車線を決定しないものである。
(13)の態様は、上記(1)から(12)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記運転モードに対応させて、前記車両の速度または操舵の少なくとも一方を制御する運転制御部を更に備え、前記運転制御部は、前記第2道路に含まれる複数車線のうち、前記第1道路から前記車両が進入した進入車線と、前記第2基準車線とが異なる場合、前記進入車線と前記第2基準車線との相対位置に基づいて、前記進入車線から前記第2基準車線への車線変更の制御態様を決定するものである。
(14)の態様は、上記(13)の態様の車両制御装置において、前記運転制御部は、前記第1道路および前記第2道路に左側通行の法規が適用される場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも左側の車線である場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも右側の車線である場合に比して、前記進入車線から前記第2基準車線へと車線変更する際の走行速度を小さく、または走行距離を短くし、前記第1道路および前記第2道路に右側通行の法規が適用される場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも右側の車線である場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも左側の車線である場合に比して、前記進入車線から前記第2基準車線へと車線変更する際の走行速度を小さく、または走行距離を短くするものである。
(15)の態様は、上記(13)または(14)の態様の車両制御装置において、前記車両の乗員の車線変更の指示を検出する検出部を更に備え、前記運転制御部は、前記検出部によって前記指示が検出された場合、前記車両の速度および操舵を制御して、前記乗員によって指示された車線に前記車両を車線変更させ、前記決定部は、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した前記第1基準車線が、前記乗員によって指示された車線である場合、前記第1基準車線の相対位置に基づいて、前記第2基準車線を決定するものである。
(16)の態様は、上記(1)から(15)のうちいずれか一つの態様の車両制御装置において、前記決定部は、前記第2道路の車線数が閾値以上である場合、前記第1基準車線の相対位置に基づき前記第2基準車線を決定しないものである。
本発明の他の態様(17)は、車両に搭載されたコンピュータが、前記車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定し、前記車両の周辺の状況と、前記決定した基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させ、前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定する車両制御方法である。
本発明の他の態様(18)は、車両に搭載されたコンピュータに、前記車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定する処理と、前記車両の周辺の状況と、前記決定した基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させる処理と、前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定する処理とを実行させるためのプログラムである。
(1)~(18)のいずれかの態様によれば、乗員に違和感を感じさせにくい自動運転を行うことができる。
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。 自車両Mの車内の様子を模式的に示す図である。 第1制御部120、第2制御部160、および第3制御部170の機能構成図である。 自車両Mに車線変更させる場面を説明するための図である。 自車両Mに車線変更させる場面を説明するための図である。 自車両Mに車線変更させる場面を説明するための図である。 運転モードが手動運転モードであるときの表示装置32の画面の一例を示す図である。 運転モードが自動運転モードであるときの表示装置32の画面の一例を示す図である。 運転モードの状態遷移図の一例を示す図である。 実施形態の自動運転制御装置100による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 促進情報が表示された表示装置32の画面の一例を示す図である。 ジャンクション通行制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ジャンクションを介して互いに接続された第1高速道路および第2高速道路の一例を示す図である。 自車両Mが区間S1を走行する場面の一例を示す図である。 自車両Mが区間S2を走行する場面の一例を示す図である。 自車両Mが区間S3を走行する場面の一例を示す図である。 自車両Mが区間S1を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S2を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S3を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S1を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S2を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S3を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S1を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S2を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S3を走行する場面の他の例を示す図である。 ジャンクションを介して互いに接続された第1高速道路および第2高速道路の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S4を走行する場面の一例を示す図である。 自車両Mが区間S5を走行する場面の一例を示す図である。 自車両Mが区間S6を走行する場面の一例を示す図である。 自車両Mが区間S4を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S5を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S6を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S4を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S5を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S6を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S4を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S5を走行する場面の他の例を示す図である。 自車両Mが区間S6を走行する場面の他の例を示す図である。 第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場面の一例を示す図である。 第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場面の他の例を示す図である。 第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場面の他の例を示す図である。 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。実施形態では、車両の運転支援を行うにあたり、その車両の周辺の認識結果を表示装置に表示させる例について説明する。運転支援とは、例えば、ACC(Adaptive Cruise Control System)やLKAS(Lane Keeping Assistance System)といった、車両の操舵または速度のうち少なくとも一方を制御すること、或いはこれらの双方を制御することである。特に、車両の操舵および速度を制御することは自動運転とも呼ばれる。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ればよい。左側通行の法規または右側通行の法規は「所定の規則」の一例である。
[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(以下、自車両Mと称する)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を含む。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、車内カメラ90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、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)を利用したセンサである。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、以下省略)、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と通信したり、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信したりする。
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。例えば、HMI30は、表示装置32や、スイッチアッセンブリ34を備える。表示装置32は、例えば、第1表示部32Aと、第2表示部32Bとを備える。スイッチアッセンブリ34は、例えば、第1スイッチ34Aと、第2スイッチ34Bとを備える。HMI30は、更に、スピーカや、ブザー、タッチパネルなどを備えてもよい。
図2は、自車両Mの車内の様子を模式的に示す図である。例えば、第1表示部32Aは、インストルメントパネルIPにおける運転席(ステアリングホイールに最も近い座席)の正面付近に設けられ、乗員がステアリングホイールの間隙から、或いはステアリングホイール越しに視認可能な位置に設置される。第1表示部32Aは、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)表示装置等である。第1表示部32Aには、自車両Mの手動運転時または運転支援時の走行に必要な情報が画像として表示される。手動運転時の自車両Mの走行に必要な情報とは、例えば、自車両Mの速度、エンジン回転数、燃料残量、ラジエータ水温、走行距離、その他の情報である。運転支援時における自車両Mの走行に必要な情報とは、例えば、自車両Mの将来の軌道(後述する目標軌道)、車線変更の有無および車線変更先の車線、認識した車線(区画線)や他車両等の情報である。また、運転支援時における自車両Mの走行に必要な情報には、手動運転時の自車両Mの走行に必要な情報の一部または全部が含まれてよい。
第2表示部32Bは、例えば、インストルメントパネルIPの中央付近に設置される。第2表示部32Bは、例えば、第1表示部32Aと同様に、LCDや有機EL表示装置等である。第2表示部32Bは、例えば、ナビゲーション装置50によるナビゲート結果を画像として表示する。また、第2表示部32Bは、テレビ番組を表示したり、DVDを再生したり、ダウンロードされた映画等のコンテンツを表示してもよい。
スイッチアッセンブリ34は、例えば、ステアリングホイールに取り付けられる。第1スイッチ34Aと第2スイッチ34Bは、物理的に互いに独立したスイッチである。例えば、第1スイッチ34Aが操作された場合、自車両Mの運転モードが、手動運転モードから運転支援モードに切り替わる。第2スイッチ34Bが操作された場合、自車両Mの運転モードが、運転支援モードからより制御度合の高い自動運転モードに切り替わる。
手動運転モードとは、乗員の運転操作に応じて、自車両Mの速度および操舵が制御されるモードである。運転支援モードとは、乗員の運転操作に依らずに、自車両Mの速度または操舵の一方が制御されるモードである。例えば、運転支援モード下では、ACCやLKASといった制御が行われる。運転支援モード下において、ACCが行われている間、LKASが制限され、LKASが行われている間、ACCが制限される。すなわち、運転支援モード下では、操舵制御および速度制御が逐次的に処理される。
自動運転モードは、乗員の運転操作に依らずに、自車両Mの速度および操舵の双方が制御されるモードである。例えば、自動運転モード下では、上述したACCやLKASに加えて、ALC(Auto Lane Changing)などの制御が行われる。以下、ALCが行われる自動運転モードを特に「自動車線変更モード」と称して説明する。自動車線変更モードを含む自動運転モードには、第1自動運転モードと、第2自動運転モードとが含まれる。これらの自動運転モード下では、自車両Mの乗員に対して、自車両Mの制御度合に応じた義務(タスクともいう)が課される。
第1自動運転モード下では、例えば、乗員に対して第1の義務と第2の義務が課される。第1の義務は、自車両Mの周辺(特に前方)を監視する義務であり、第2の義務は、ステアリングホイールを把持する義務である。「把持する」とは、手で掴む、或いは手を触れることである。一方、第2自動運転モード下では、例えば、乗員に対して、上記の第1の義務については課され、第2の義務については課されない。なお、上述した運転支援モードには、第1自動運転モードと同様に、第1の義務と第2の義務が課される。各運転モード下において、乗員が義務を果たさない場合、自車両Mの運転モードが、現在実行中の運転モードに比してより制御度合の低い運転モードに遷移する。
手動運転モード下において、乗員が第1スイッチ34Aを操作して第1スイッチ34Aをオン状態にした場合、自車両Mの運転モードは、手動運転モードから運転支援モードに遷移する。その後、運転支援モード下にある自車両Mが自動運転が許可された限定的な区間(以下、自動運転許可区間と称する)に進入した場合、自車両Mの運転モードは、運転支援モードから第2自動運転モード(第1の義務が課される自動運転モード)に遷移する。自動運転許可区間は、例えば、自車両Mが自車線を認識したり、その自車線に対する自車両Mの相対的な位置を認識したりすることが可能な道路区間である。具体的には、自動運転許可区間は、後述する第2地図情報62において各車線の区画線の相対的な位置関係などが定義された高速道路である。
乗員が第1スイッチ34Aを操作するよりも前に既に自車両Mが自動運転許可区間に進入していた場合、すなわち、手動運転モード下にある自車両Mが自動運転許可区間に進入していた場合、自車両Mの運転モードは第2自動運転モードに遷移せず、手動運転モードが維持される。手動運転モード下にある自車両Mが自動運転許可区間を走行しているときに乗員が第1スイッチ34Aを操作した場合、第1スイッチ34Aが操作されたタイミングで、自車両Mの運転モードが第2自動運転モードに遷移する。
第2自動運転モード下において、乗員が第2スイッチ34Bを操作して第2スイッチ34Bをオン状態にした場合、自車両Mの運転モードは、第2自動運転モードから自動車線変更モードに遷移する。この自動車線変更モードには、遷移前の第2自動運転モードと同様に、第1の義務が課される。
第2スイッチ34Bは、手動運転モード、運転支援モード、または第1自動運転モード下であるとき、すなわち第2の義務が課されている運転モード下であるときには操作が無効となり(乗員の操作を受け付けず)、少なくとも第2の義務が課されていない第2自動運転モード下であるときに操作が有効となる(乗員の操作を受け付ける)。
なお、上述した自動運転モードには、乗員に課される義務の程度がより小さい第3自動運転モードなどが含まれてよい。例えば、第3自動運転モード下では、第1の義務および第2の義務のいずれの義務も乗員に課されない。
図1の説明に戻る。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、車線の種別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、方向指示器、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。
例えば、ステアリングホイールに取り付けられたセンサ(以下、ステアリングセンサ)は、ステアリングホイールに乗員が触れることで発生した微弱な電流を検出する。また、ステアリングセンサは、ステアリングホイールの回転軸(シャフト)回りに生じた操舵トルクを検出してもよい。ステアリングセンサは、電流や操舵トルクを検出すると、その検出結果を示す信号を自動運転制御装置100に出力する。
車内カメラ90は、自車両Mの車室内を撮像するカメラである。車内カメラ90は、例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車内カメラ90は、自車両Mの車室内を撮像すると、画像データを自動運転制御装置100に出力する。
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、第3制御部170と、記憶部190とを備える。第1制御部120、第2制御部160、および第3制御部170は、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190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、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶部190にインストールされてもよい。
記憶部190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190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3は、第1制御部120、第2制御部160、および第3制御部170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、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の周辺に存在する物体を認識する。認識部130により認識される物体は、例えば、自転車、オートバイク、四輪自動車、歩行者、道路脇などに設置された道路標識、道路面に形成された道路標示、区画線、電柱、ガードレール、落下物などを含む。また、認識部130は、物体の位置や、速度、加速度等の状態を認識する。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)を原点とした相対座標上の位置(すなわち自車両Mに対する相対位置)として認識され、制御に使用される。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、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「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)を含んでもよい。
また、認識部130は、第2地図情報62を参照し、自車両Mが走行する道路区間が自動運転許可区間であることを認識する。例えば、認識部130は、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ10によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、自動運転許可区間を認識する。更に、認識部130は、道路区画線のパターンの比較に基づいて、自車両Mが走行している自車線や、自車線に隣接した隣接車線を認識する。
また、認識部130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、自動運転許可区間を認識したり、自車線や隣接車線を認識したりしてもよい。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。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する。
認識部130は、自車線を認識する際に、自車線に対する自車両Mの相対位置や姿勢を認識する。認識部130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、自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、認識部130は、自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、自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。
行動計画生成部140は、例えば、イベント決定部142と、目標軌道生成部144とを備える。イベント決定部142は、推奨車線が決定された経路において、自車両Mが自動運転下にある場合、その自動運転の走行態様を決定する。以下、自動運転の走行態様を規定した情報をイベントと称して説明する。
イベントには、例えば、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mA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を目的地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、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る。「追従する」とは、例えば、自車両Mと前走車両mAとの車間距離(相対距離)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mAとの車間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mA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などが含まれてよい。
また、イベント決定部142は、例えば、自車両Mの走行時に認識部130により認識された周辺の状況に応じて、現在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、現在の区間に対して新たなイベントを決定したりしてよい。
また、イベント決定部142は、車載機器に対する乗員の操作に応じて、現在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、現在の区間に対して新たなイベントを決定したりしてよい。例えば、イベント決定部142は、乗員が方向指示器を作動させた場合、現在の区間に対して既に決定したイベントを車線変更イベントに変更したり、現在の区間に対して新たに車線変更イベントを決定したりしてよい。
例えば、乗員が方向指示器のレバー(ストークやスイッチともいう)を操作して左折を指示した場合、イベント決定部142は、自車両Mから見て左側の隣接車線へと自車両Mを車線変更させる車線変更イベントを決定する。また、例えば、乗員が方向指示器のレバーを操作して右折を指示した場合、イベント決定部142は、自車両Mから見て右側の隣接車線へと自車両Mを車線変更させる車線変更イベントを決定する。方向指示器のレバーは、「検出部」の一例である。
目標軌道生成部144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の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の速度等を定めた速度要素とが含まれる。
例えば、目標軌道生成部144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、目標軌道生成部144は、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度を、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。目標軌道生成部144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。
以下、一例として、車線変更イベントが計画された区間を自車両Mが走行する場面、すなわち、自車両Mに車線変更させる場面について説明する。図4から図6は、自車両Mに車線変更させる場面を説明するための図である。図中、LN1は自車線を表し、LN2は自車線に隣接する隣接車線を表している。また、Xは、道路の延在方向または自車両Mの進行方向を表し、Yは、X方向に直交する車幅方向を表している。
目標軌道生成部144は、現在の区間のイベントが車線変更イベントである場合、隣接車線LN2を走行する複数の他車両の中から2台の他車両を選択し、選択した2台の他車両の間に車線変更ターゲット位置TAsを設定する。車線変更ターゲット位置TAsとは、目標とする車線変更先の位置であり、自車両Mと他車両m2およびm3との相対的な位置である。図示の例では、他車両m2およびm3が隣接車線上を走行しているため、目標軌道生成部144は、他車両m2およびm3の間に車線変更ターゲット位置TAsを設定する。なお、隣接車線LN2に他車両が1台のみ存在する場合、目標軌道生成部144は、その他車両の前方または後方の任意の位置に車線変更ターゲット位置TAsを設定してよい。また、隣接車線LN2に他車両が1台も存在しない場合、目標軌道生成部144は、隣接車線LN2上の任意の位置に車線変更ターゲット位置TAsを設定してよい。以下、隣接車線において車線変更ターゲット位置TAsの直前を走行する他車両(図示の例ではm2)を前方基準車両mBと称し、隣接車線において車線変更ターゲット位置TAsの直後を走行する他車両(図示の例ではm3)を後方基準車両mCと称して説明する。
目標軌道生成部144は、車線変更ターゲット位置TAsを設定すると、自車両Mを車線変更させるための複数の目標軌道の候補を生成する。図5の例では、目標軌道生成部144は、前走車両mAである他車両m1、前方基準車両mBである他車両m2、および後方基準車両mCである他車両m3の其々が所定の速度モデルで走行するものと仮定し、これら3台の車両の速度モデルと自車両Mの速度とに基づいて、自車両Mが前走車両mAと干渉せずに、将来のある時刻において前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間の車線変更ターゲット位置TAsに存在するように複数の目標軌道の候補を生成する。
例えば、目標軌道生成部144は、現在の自車両Mの位置から、将来のある時刻における前方基準車両mBの位置や、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で軌道点Kを所定個数配置する。この際、目標軌道生成部144は、軌道点Kの少なくとも1つが車線変更ターゲット位置TAs内に配置されるように複数の目標軌道の候補を生成する。
そして、目標軌道生成部144は、生成した複数の目標軌道の候補の中から最適な目標軌道を選択する。最適な目標軌道とは、例えば、その目標軌道に基づいて自車両Mを走行させたときに生じることが予測されるヨーレートが閾値未満であり、かつ自車両Mの速度が所定速度範囲内であるような目標軌道である。ヨーレートの閾値は、例えば、車線変更したときに乗員に対して過負荷(車幅方向の加速度が閾値以上となること)が生じない程度のヨーレートに設定される。また、所定速度範囲は、例えば、70~110[km/h]程度の速度範囲に設定される。
目標軌道生成部144は、車線変更ターゲット位置TAsを設定し、その車線変更ターゲット位置TAsに自車両Mを車線変更させるための目標軌道を生成すると、車線変更ターゲット位置TAsに(すなわち前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間に)車線変更が可能か否かを判定する。
例えば、目標軌道生成部144は、隣接車線LN2に、他車両が存在することを禁止する禁止領域RAを設定し、その禁止領域RAに他車両の一部も存在せず、且つ、自車両Mと、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCとの衝突余裕時間TTC(Time To Collision)がそれぞれ閾値よりも大きい場合、車線変更が可能であると判定する。なお、この判定条件は、自車両Mの側方に車線変更ターゲット位置TAsを設定した場合の一例である。
図6に例示するように、目標軌道生成部144は、例えば、自車両Mを車線変更先の車線LN2に射影し、前後に一定の余裕距離を持たせた禁止領域RAを設定する。禁止領域RAは、車線LN2の横方向(Y方向)の一端から他端まで延在する領域として設定される。
禁止領域RA内に他車両が存在しない場合、目標軌道生成部144は、例えば、自車両Mの前端および後端を車線変更先の車線LN2側に仮想的な延出線FMおよび延出線RMを設定する。目標軌道生成部144は、延出線FMと前方基準車両mBの衝突余裕時間TTC(B)、および延出線RMと後方基準車両mCの衝突余裕時間TTC(C)を算出する。衝突余裕時間TTC(B)は、延出線FMと前方基準車両mBとの距離を、自車両Mおよび前方基準車両mB(図の例では他車両m2)の相対速度で除算することで導出される時間である。衝突余裕時間TTC(C)は、延出線RMと後方基準車両mC(図の例では他車両m3)との距離を、自車両Mおよび後方基準車両mCの相対速度で除算することで導出される時間である。目標軌道生成部144は、衝突余裕時間TTC(B)が閾値Th(B)よりも大きく、且つ衝突余裕時間TTC(C)が閾値Th(C)よりも大きい場合に、車線変更が可能であると判定する。閾値Th(B)とTh(C)は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
車線変更が可能でないと判定した場合、目標軌道生成部144は、隣接車線LN2を走行する複数の他車両の中から新たに2台の他車両を選択し直し、新たに選択した2台の他車両の間に車線変更ターゲット位置TAsを再設定する。なお、新たに選択される2台の他車両のうち一方の他車両は、前回選択された他車両であってもよい。
目標軌道生成部144は、車線変更が可能であると判定するまで車線変更ターゲット位置TAsを設定することを繰り返す。この際、目標軌道生成部144は、自車両Mを自車線LN1上で待機させる目標軌道を生成したり、自車両Mを自車線LN1上で車線変更ターゲット位置TAsの側方に移動させるために減速或いは加速させる目標軌道を生成したりしてよい。
目標軌道生成部144は、車線変更が可能であると判定した場合、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。
第2制御部160は、目標軌道生成部144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、第1取得部162と、速度制御部164と、操舵制御部166とを備える。イベント決定部142と、目標軌道生成部144と、第2制御部160とを合わせたものは、「運転制御部」の一例である。
第1取得部162は、目標軌道生成部144から目標軌道(軌道点)の情報を取得し、記憶部190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、目標軌道から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。
第3制御部170は、例えば、第2取得部172と、第1判定部174と、第2判定部176と、モード制御部178と、ホームレーン決定部180と、HMI制御部182とを備える。
第2取得部172は、認識部130により認識された結果の情報を取得すると共に、目標軌道生成部144により生成された目標軌道の情報を取得する。
第1判定部174は、少なくとも第2の義務が課される第1自動運転モード下において、ステアリングセンサの検出結果に基づいて、乗員がステアリングホイールを手で掴んでいる、或いはステアリングホイールに手を触れているのか否かを判定する。すなわち、第1判定部174は、乗員が第2の義務を果たしているのか否かを判定する。例えば、第1判定部174は、ステアリングセンサによって検出された電流値や操舵トルクが閾値以上である場合、乗員がステアリングホイールを手で掴んでいる、或いはステアリングホイールに手を触れていると判定する。以下、乗員がステアリングホイールを手で掴んでいる、或いはステアリングホイールに手を触れている状態、すなわち第2の義務を果たしている状態を「ハンズオン」と称し、そうでない状態を「ハンズオフ」と称して説明する。
第2判定部176は、第1の義務が課される第1自動運転モードまたは第2自動運転モード下において、車内カメラ90によって生成された画像を解析して、運転席の乗員の視線の向きや顔の向きを検出する。第2判定部176は、検出した視線または顔の向きに基づいて、運転席の乗員が自車両Mの周辺を監視しているか否かを判定する。すなわち、第2判定部176は、乗員が第1の義務を果たしているのか否かを判定する。例えば、乗員がフロントウィンドウシールド越しに車外を見ている場合、すなわち、乗員が正面を向いている場合、第2判定部176は、乗員が自車両Mの周辺を監視していると判定する。また、例えば、乗員が車内に設けられた第2表示部32Bなどを見ている場合、すなわち、乗員が正面を向いていない場合、第2判定部176は、乗員が自車両Mの周辺を監視していないと判定する。以下、乗員が自車両Mの周辺を監視している状態、すなわち第1の義務を果たしている状態を「アイズオン」と称し、そうでない状態を「アイズオフ」と称して説明する。
モード制御部178は、自車両Mが走行している区間に基づいて、自車両Mの運転モードを制御する。例えば、モード制御部178は、自動運転許可区間に自車両Mが進入した場合、既に第1スイッチ34Aが操作されていれば、運転モードを第2自動運転モードに切り替える。また、モード制御部178は、自動運転許可区間から自車両Mが退出する場合、運転モードを自動運転モードから運転支援モードや自動運転モードに切り替える。
また、モード制御部178は、スイッチアッセンブリ34に対する入力操作に基づいて、自車両Mの運転モードを制御する。例えば、手動運転モード下において、第1スイッチ34Aが操作された場合、モード制御部178は、運転モードを手動運転モードから運転支援モードに切り替える。モード制御部178は、自車両Mが自動運転許可区間に進入し、運転モードが第2自動運転モードに切り替わった場合、第2スイッチ34Bに対する入力操作を有効化する。例えば、第2自動運転モード下において、入力操作が有効化された第2スイッチ34Bがユーザによって操作された場合、モード制御部178は、運転モードを自動車線変更モードに切り替える。
また、モード制御部178は、第1判定部174および第2判定部176の判定結果に基づいて、自車両Mの運転モードを制御する。例えば、モード制御部178は、第1自動運転モード下において、第1判定部174によってハンズオフと判定された場合、乗員が第2の義務を果たしてないと判定し、第2判定部176によってアイズオフと判定された場合、乗員が第1の義務を果たしてないと判定する。この場合、例えば、モード制御部178は、運転モードを第1自動運転モードから運転支援モードに切り替える。また、例えば、モード制御部178は、第2自動運転モード下において、第2判定部176によってアイズオフと判定された場合、乗員が第1の義務を果たしてないと判定する。この場合、例えば、モード制御部178は、運転モードを第2自動運転モードから運転支援モードに切り替える。
また、モード制御部178は、運転操作子80から入力される検出信号に基づいて、運転モードを制御してもよい。例えば、自動運転モードや運転支援モード下において、乗員がステアリングホイールや、アクセルペダル、ブレーキペダルを閾値を超える操作量で操作した場合、モード制御部178は、運転モードを手動運転モードに切り替える。
ホームレーン決定部180は、認識部130により認識された一つまたは複数の車線のうち、運転モードが自動運転モードに切り替わったときに認識部130により自車線として認識された車線を、ホームレーンに決定する。ホームレーンは、「基準車線」の一例である。
ホームレーンとは、自動運転制御装置100が自車両Mを走行させるのに合理的と判断した車線、或いは、乗員が方向指示器などを操作することで指示した自車両Mの走行すべき車線である。例えば、目的地に至る経路の途中に分岐地点や合流地点が存在したり、前走車両を追い越したりする必要が生じた場合、自車両Mが走行すべき車線は動的に移り変わる。従って、ホームレーン決定部180は、運転モードが自動運転モードに切り替わったときに決定したホームレーンを、自車両Mの周辺の状況や乗員の指示に応じて柔軟に変更する。
HMI制御部182は、第2取得部172によって取得された情報に基づいてHMI30を制御し、HMI30に各種情報を出力させる。例えば、HMI制御部182は、認識部130により自車線や隣接車線などが認識された道路に擬した第1レイヤ画像と、ホームレーン決定部180により決定されたホームレーンに擬した第2レイヤ画像とを重畳させて、HMI30の表示装置32(特に第1表示部32A)に表示させる。更に、HMI制御部182は、認識部130により認識された前走車両mAや前方基準車両mB、後方基準車両mCといった他車両に擬した第3レイヤ画像や、行動計画生成部140によって生成された目標軌道に擬した第4レイヤ画像などを第1レイヤ画像や第2レイヤ画像に重畳させて、表示装置32に表示させてもよい。
図7は、運転モードが手動運転モードであるときの表示装置32の画面の一例を示す図である。図中LN1からLN3は、認識部130が認識した車線を表している。図中の例では、HMI制御部182が、3つの車線LN1からLN3を含む道路の第1レイヤ画像を表示装置32の画面に表示させている。
図8は、運転モードが自動運転モードであるときの表示装置32の画面の一例を示す図である。図中TRは、目標軌道を表しており、HLは、ホームレーンを表している。図中の例では、HMI制御部182が、図7で説明した第1レイヤ画像に加えて、更にホームレーンHLの第2レイヤ画像と、目標軌道TRの第4レイヤ画像とを重畳させて表示装置32に表示させている。例えば、ホームレーンTRは、他の車線と異なる色でカラーリングされてよい。
図9は、運転モードの状態遷移図の一例を示す図である。図中S1は、自動運転モードの一つである自動車線変更モードを表し、S2は、自動車線変更モードS1以外の他の自動運転モード、すなわち、少なくともALCは行われない自動運転モードを表している。他の自動運転モードS2は、具体的には、ACCおよびLKASを並行して行ったり、混雑した道路上で自車両Mの操舵および速度を制御するTJP(Traffic Jam Pilot)を行ったりする自動運転モードである。
他の自動運転モードS2から自動車線変更モードS1への遷移条件は、上述したように第2スイッチ34Bが操作され、第2スイッチ34Bがオンになることである。一方、自動車線変更モードS1から他の自動運転モードS2への遷移条件は、自動車線変更モードS1の解除条件が満たされることである。
解除条件には、例えば、第2スイッチ34Bが操作され、第2スイッチ34Bがオフになること、方向指示器が操作され、自動車線変更モードS1下で行われるALCがキャンセルされること、自車両Mが自動運転許可区間から退出すること、のうち少なくとも一つ以上の条件が含まれる。
自動車線変更モードS1には、実行モードS1-1と、一時停止モードS1-2とが含まれる。実行モードS1-1下ではALCが行われ、一時停止モードS1-2下ではALCが一時的に停止する。一時停止モードS1-2下において実行条件を満たすと、一時停止モードS1-2から実行モードS1-1へと状態が遷移する。
実行条件には、例えば、自車両Mの進行方向の前方に合流地点や分岐地点が存在しないこと、各種センサが正常に機能しており認識部130が自車両Mの周辺状況を認識できていること、自車両Mの速度が閾値(例えば60[km/h])未満であること、道路の曲率が閾値未満であること、自車両Mに生じる車幅方向の加速度(横加速度ともいう)が閾値未満であること、自車線を区画する区画線が車線変更を禁止する特定の区画線でないこと、認識部130が自車線を区画する区画線を認識できていることなどが含まれる。また、実行条件には、目標軌道生成部144が車線変更ターゲット位置TAsの周辺車両とのTTCなどに基づいて隣接車線への車線変更が可能と判定することなどが含まれてよい。
これらの種々の条件を含む実行条件が満たされない場合、実行モードS1-1から一時停止モードS1-2へと状態が遷移する。なお、実行条件として例示した上記の種々の条件は、あくまでも一例であり、一部の条件が他の条件に置き換わってもよいし、一部の条件が省略されてもよいし、他の条件が新たに加えられてもよい。
[処理フロー]
以下、実施形態の自動運転制御装置100による一連の処理の流れを、フローチャートを用いて説明する。図10は、実施形態の自動運転制御装置100による一連の処理の流れ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、第1スイッチ34Aが操作され、運転モードが運転支援モードに遷移した場合に所定の周期で繰り返し実行されてよい。
まず、認識部130は、自車両Mが自動運転許可区間に進入したか否かを判定する(ステップS100)。
自車両Mが自動運転許可区間に進入した場合、モード制御部178は、自車両Mの運転モードを運転支援モードから第2自動運転モードに切り替える(ステップS102)。
次に、HMI制御部182は、第2自動運転モード下において、第2スイッチ34Bを操作する(オンにする)ことを乗員に促す情報(以下、促進情報と称する)を表示装置32に表示させる(ステップS104)。
図11は、促進情報が表示された表示装置32の画面の一例を示す図である。図示の例のように、HMI制御部182は、第2スイッチ34Bを操作することで提供される運転支援の機能がどういった機能であるのかということを示すテキストや画像を表示装置32に表示させてよい。
上述したように、運転支援モードへの切り替えは、第1スイッチ34Aを操作することで行われ、自動運転モードの一つである自動車線変更モードへの切り替えは、第1スイッチ34Aと物理的に異なる第2スイッチ34Bを操作することで行われる。従って、第1スイッチ34Aが操作されても、ACCやLKASといったように、自車線から自車両Mが逸脱しないという制約条件下で、自車両Mの操舵制御または速度制御が許容されることになり、ALCのように複数の車線を横断するような操舵制御やそれに伴う速度制御については、第2スイッチ34Bを操作しない限り許可されないことになる。
自車両Mに乗車するユーザの中には、自車線内であれば、速度制御や操舵制御を伴う運転支援については行われてもよいが、他車線に移動するような操舵制御を伴う自動運転については望んでいないという考えをもつユーザがいる場合がある。そのため、本実施形態では、一つの物理的なスイッチ(仮想的には二つのスイッチとして機能するが物理的には一つであるスイッチも含む)が操作された場合に、手動運転モードから、実質的に運転支援モードを含む自動車線変更モードに切り替えるのではなく、運転支援モードへの切り替えのトリガーとなるスイッチと、自動車線変更モードへの切り替えのトリガーとなるスイッチとを物理的に分離さえたうえで、各スイッチの操作に応じて、より制御度合が高い運転モードに段階的に切り替えていく。これによって、ユーザの希望に合わせて適切な自動運転(運転支援も含む)を行うことができる。
次に、モード制御部178は、第2スイッチ34Bが操作された(オンにされた)か否かを判定する(ステップS106)。モード制御部178は、第2スイッチ34Bが操作されなかった(オンにされなかった)場合、自動車線変更モード下において提供されるALCのような機能をユーザが望んでいないと見做して、本フローチャートの処理を終了する。
一方、モード制御部178は、第2スイッチ34Bが操作された(オンにされた)場合、運転モードを自動車線変更モードに切り替える(ステップS108)。S108の処理のタイミングで切り替わる自動車線変更モードは、第1の義務が課される第2自動運転モードである。
次に、ホームレーン決定部180は、認識部130により認識された一つまたは複数の車線のうち、運転モードが自動車線変更モードに切り替わったときに認識部130により自車線として認識された車線を、ホームレーンに決定する(ステップS110)。
例えば、ホームレーン決定部180は、自車両Mが自動運転許可区間に進入した以降に第2スイッチ34Bが操作された場合、その第2スイッチ34Bが操作されたタイミングで認識部130が自車線として認識した車線を、ホームレーンに決定する。
次に、認識部130は、目的地までの経路に沿って自車両Mを進めた場合、自車両Mの進行方向前方に、自車両Mが通行すべきジャンクションが存在するか否かを判定する(ステップS112)。自動運転制御装置100は、自車両Mの進行方向前方に、自車両Mが通行すべきジャンクションが存在する場合、そのジャンクションを通行させる制御(以下、ジャンクション通行制御と称する)を行う(ステップS114)。ジャンクション通行制御の詳細な説明については後述する。
一方、自車両Mの進行方向前方に、自車両Mが通行すべきジャンクションが存在しない場合、ホームレーン決定部180は、乗員が車線変更を指示したか否かを判定する(ステップS116)。
例えば、ホームレーン決定部180は、乗員が方向指示器のレバーを操作した場合、車線変更を指示したと判定する。方向指示器のレバーを操作して車線変更を指示することは、ワンタッチ機能とも呼ばれる。なお、車線変更の指示は、方向指示器のレバーを操作することに加えて、或いは代えて、マイクロフォンに対して音声を入力することで行われてもよいし、他のスイッチやボタンを操作することで行われてもよい。方向指示器のレバーや、マイクロフォン、他のスイッチやボタンは、「検出部」の一例である。
ホームレーン決定部180は、乗員が車線変更を指示した場合、指示された車線変更先の車線を新たなホームレーンに変更する(ステップS118)。例えば、乗員が方向指示器を作動させて右折を指示した場合、ホームレーン決定部180は、自車両Mの進行方向から見て自車線の右側に隣接した車線を新たなホームレーンに変更する。
行動計画生成部140は、乗員が車線変更を指示すると、車線変更イベントを計画し、乗員が指示した車線に自車両Mを車線変更させる目標軌道を生成する。この際、行動計画生成部140は、乗員が指示した車線に車線変更ターゲット位置TAsを設定し、その車線変更ターゲット位置TAsの周辺の他車両とのTTCなどに基づいて、車線変更の可否を判定する。例えば、行動計画生成部140は、乗員によって車線変更が指示されたときに車線変更が可能でないと判定した場合、その指示を一旦保留にし、車線変更ターゲット位置TAsを変更しながら、車線変更の可否を判定し続ける。そして、行動計画生成部140は、車線変更が可能であると判定したときに目標軌道を第2制御部160に出力する。これによって、自動運転制御装置100は、乗員によって指示された車線に自車両Mを車線変更させる(ステップS120)。
次に、認識部130は、自車両Mが自動運転許可区間を退出したか否かを判定する(ステップS122)。自動運転制御装置100は、自車両Mが自動運転許可区間を退出していない場合、S112に処理を戻し、自車両Mが自動運転許可区間を退出した場合、本フローチャートの処理を終了する。
一方、行動計画生成部140は、S116の処理で乗員が車線変更を指示していないと判定された場合、隣接車線への車線変更が必要か否かを判定する(ステップS124)。例えば、行動計画生成部140は、自車線上の自車両Mの前方に、障害物が存在することが認識部130によって認識された場合、隣接車線への車線変更が必要であると判定する。障害物とは、自車両Mの進行を妨げる物体であり、例えば、物体の絶対速度や自車両Mとの相対速度が閾値以上である物体、道路幅の移動量が閾値以上の物体などである。具体的には、障害物は、自車両Mに比して著しく遅い前走車両や、蛇行している前走車両、道路に落ちている落下物などである。
行動計画生成部140は、隣接車線への車線変更が必要であると判定した場合、更に、車線変更先の車線が追越車線であるのか否かを判定する(ステップS126)。
ホームレーン決定部180は、行動計画生成部140によって車線変更先の車線が追越車線でないと判定された場合、S118に処理を進め、前方の物体を追い越すために一旦車線変更する隣接車線を新たなホームレーンに決定する。
一方、ホームレーン決定部180は、行動計画生成部140によって車線変更先の車線が追越車線であると判定された場合、S118の処理を省略し、ホームレーンを変更しない。そして、自動運転制御装置100は、S120およびS122に処理を進め、前方の物体を追い越すために隣接車線に自車両Mを車線変更させてから、自車両Mが自動運転許可区間を退出したか否かを判定する。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
[ジャンクション通行制御のフロー]
図12は、ジャンクション通行制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下の説明では、少なくとも2つの高速道路をつなぐジャンクションについて説明する。また、ジャンクションを介して接続された2つの高速道路のうち、自車両Mの進行方向を基準にして、ジャンクションよりも手前側にある一方の高速道路を「第1高速道路」と称し、ジャンクションよりも奥側にある他方の高速道路を「第2高速道路」と称して説明する。第1高速道路は「第1道路」の一例であり、第2高速道路は「第2道路」の一例である。また、第1高速道路のホームレーンは「第1基準車線」の一例であり、第2高速道路のホームレーンは「第2基準車線」の一例である。
まず、モード制御部178は、自車両Mが第1高速道路からジャンクションに進入すると、運転モードを自動車線変更モード(第2自動運転モード)から、乗員に課される義務の度合いがより大きい第1自動運転モードに切り替える(ステップS200)。
次に、行動計画生成部140は、自車両Mをジャンクションから第2高速道路に合流させるための目標軌道を生成する。この際、行動計画生成部140は、ジャンクションの先にある第2高速道路に円滑に合流できるように、徐々に大きくなる、または小さくなる目標加速度を目標軌道の速度要素としてよい。そして、第2制御部160は、目標軌道に基づいて自車両Mの操舵および速度を制御して、自車両Mをジャンクションから第2高速道路に合流させる(ステップS202)。
次に、モード制御部178は、運転モードを第1自動運転モードから自動車線変更モードに切り替える(ステップS204)。
次に、ホームレーン決定部180は、ジャンクションの通行前後で、自車両Mの速度が異なるか否かを判定する(ステップS206)。例えば、ホームレーン決定部180は、ジャンクションに進入する以前に走行していた第1高速道路の法定速度と、ジャンクションから合流した第2高速道路の法定速度とを比較し、これらの法定速度が同じである場合、ジャンクションの通行前後で自車両Mの速度が同じであると判定し、これらの法定速度が異なる場合、ジャンクションの通行前後で自車両Mの速度が異なると判定する。
なお、これらの速度は、厳密に一致している必要はなく、一定の誤差が許容されてよい。例えば、ホームレーン決定部180は、速度差が数[km/h]あるは十数[km/h]程度であれば、比較対象の2つの速度を同じと判定してよいし、速度の比率が1.0を基準にプラスマイナス数[%]或いは十数[%]以内であれば、比較対象の2つの速度を同じと判定してよい。具体的には、速度差の閾値が20[km/h]または速度比率の閾値が80[%]であるとしたときに、第1高速道路の法定速度が80[km/h]であり、第2高速道路の法定速度が120[km/h]であったとする。この場合、速度差が40[km/h]となり、速度比率が0.67となるため、誤差が許容範囲外となる。従って、ホームレーン決定部180は、ジャンクションの通行前後で自車両Mの速度が異なると判定する。
また、ホームレーン決定部180は、法定速度に代えて、或いは加えて、自動運転下(例えばACC)の設定速度(例えば下限速度60[km/h]から上限速度120[km/h]までの速度範囲)や高速道路を走行する他車両の平均速度などを比較することで、ジャンクションの通行前後で自車両Mの速度が異なるか否かを判定してもよい。
ホームレーン決定部180は、ジャンクションの通行前後で自車両Mの速度が異なると判定した場合、すなわち、ジャンクション通行時に急激な加速または減速を要する場合、第2高速道路に含まれる一つまたは複数の車線のうち、第1走行車線をホームレーンに決定する(ステップS208)。第1走行車線は、スローレーンとも呼ばれ、通行する車両の速度が最も低い車線である。例えば、左側通行の法規や慣習がある国や地域では、第1走行車線は最も左側の車線となる。
一方、ホームレーン決定部180は、ジャンクションの通行前後で自車両Mの速度が同じと判定した場合、第1高速道路の車線数と第2高速道路の車線数とが同じが否かを判定する(ステップS210)。
ホームレーン決定部180は、第1高速道路の車線数と第2高速道路の車線数とが異なると判定した場合、更に、これらの車線数が大幅に異なるか否かを判定する(ステップS212)。「大幅に異なる」とは、例えば、第1高速道路の車線数Aを分母とし、第2高速道路の車線数Bを分子としたときの比率(B/A)が、第1閾値(例えば50[%])未満である場合(すなわち車線数Bの方が少ない場合)や、比率(B/A)が、第2閾値(例えば200[%])以上である場合(すなわち車線数Aの方が少ない場合)などである。また、「大幅に異なる」とは、第1高速道路の車線数Aと第2高速道路の車線数Bとの差分(絶対値A-B)が第3閾値(例えば1)以下であること、といった意味であってもよい。
ホームレーン決定部180は、第1高速道路の車線数と第2高速道路の車線数とが大幅に異なると判定した場合、S208に処理を進め、第2高速道路の第1走行車線をホームレーンに決定する。
一方、ホームレーン決定部180は、第1高速道路の車線数と第2高速道路の車線数とが大幅に異ならず、ほぼ同じであると判定した場合、第1高速道路に含まれる一つまたは複数の車線に対するホームレーンの相対的な位置に基づいて、第2高速道路のホームレーンを決定する(ステップS214)。
なお、ホームレーン決定部180は、S212の処理に加えて、或いは代えて、ジャンクションを通過した後に自車両Mが第2高速道路を走行する走行距離が閾値以上であるのか否かを判定してもよい。この場合、ホームレーン決定部180は、第2高速道路での走行距離が閾値よりも短い場合に、S208に処理を進め、第2高速道路の第1走行車線をホームレーンに決定し、第2高速道路での走行距離が閾値よりも長い場合に、S214に処理を進め、第1高速道路でのホームレーンの相対位置に基づいて第2高速道路のホームレーンを決定する。第2高速道路での走行距離が閾値よりも短くなる場面は、例えば、一つ目のジャンクションを介して第2高速道路に移ったものの、移動先の第3高速道路へと至る二つ目のジャンクションがすぐ近くに存在する場面や、第2高速道路からすぐに退出し、一般道に降りるような場面である。
次に、行動計画生成部140は、ホームレーンの位置に応じて、そのホームレーンに自車両Mを車線変更させるための目標軌道を生成する。そして、第2制御部160は、目標軌道に基づいて自車両Mの操舵および速度を制御して、自車両Mをホームレーンに車線変更させる(ステップS216)。これによって本フローチャートの処理が終了する。
[場面説明-その1-]
以下、いくつかの場面を例示しながら、第2高速道路でのホームレーンの決定方法について説明する。図13は、ジャンクションを介して互いに接続された第1高速道路および第2高速道路の一例を示す図である。図示の例では、第1高速道路の左側に第2高速道路が存在している。以下、第1高速道路および第2高速道路を区間S1、S2、S3に区切って説明する。また、説明を簡略化するため、第1高速道路および第2高速道路の車線数が互いに同じであり、法定速度や通行する車両の平均速度などが同じであるものとする。
図14は、自車両Mが区間S1を走行する場面の一例を示す図である。図中LN0は、第1高速道路へと合流する支線(以下、合流車線と称する)を表しており、LN1からLN3は、本線である第1高速道路に含まれる車線を表している。車線LN1からLN3のうち、車線LN3は追越車線を表し、追越車線LN3から最も遠い車線LN1は、第1走行車線を表し、追越車線LN3と第1走行車線LN1との間の車線は、第2走行車線を表している。
例えば、自車両Mが合流車線LN0を走行している間、モード制御部178は、運転モードを運転支援モードに決定する。この場合、原則、乗員が手動運転によって自車両Mを第1走行車線LN1に合流させる。自車両Mが合流車線LN0から第1走行車線LN1に車線変更した場合、モード制御部178は、運転モードを運転支援モードから第2自動運転モードに切り替える。これを受けて、HMI制御部182は、第2スイッチ34Bを操作する(オンにする)ことを乗員に促す促進情報を表示装置32に表示させる。図示の例では、乗員が第2スイッチ34Bを速やかに操作しているため、自車両Mが第1高速道路に進入したタイミングとほぼ同じタイミングで運転モードが自動車線変更モードに遷移している。従って、ホームレーン決定部180は、図示のように、第1走行車線LN1をホームレーンに決定する。
図15は、自車両Mが区間S2を走行する場面の一例を示す図である。図中LN4は、第1高速道路から分岐した支線(以下、分岐車線と称する)を表している。図示の例では、分岐車線LN4は、本線である車線LN1からLN3のうち、第1走行車線LN1に接続されており、更に、その分岐車線LN4に第2高速道路が接続されている。すなわち、分岐車線LN4は、第1高速道路と第2高速道路とをつなぎ、ジャンクションとして機能するランプウェイである。また、P1は、第1高速道路から支線が分岐した分岐地点(接続地点の一例)を表し、P2は、分岐地点P1に合わせた車線変更の開始地点を表し、P3は、ホームレーンの相対位置が判定される位置を表している。車線変更の開始地点P2は、自車両Mから見て分岐地点P1から第1所定距離DTH1手前の地点に設定される。第1所定距離DTH1は、例えば、数[km]程度の距離である。判定位置P3は、自車両Mから見て分岐地点P1から第2所定距離DTH2手前の地点に設定される。第2所定距離DTH2は、第1所定距離DTH1よりも長い距離である。
図示のような場面の場合、自車両Mは、本線から分岐車線LN4に車線変更する必要がある。このような場合、行動計画生成部140は、自車両Mが第1走行車線LN1を走行していなければ、車線変更の開始地点P2において第1走行車線LN1へと自車両Mを車線変更させるような車線変更イベントを計画する。
これに併せて、ホームレーン決定部180は、分岐地点P1までは第1走行車線LN1をホームレーンに決定する。具体的には、ホームレーン決定部180は、分岐地点P1から車線変更の開始地点P2までの区間を、ホームレーンに決定する。図示の例では、自車両Mが第1走行車線LN1を走行しているため、第1走行車線LN1が常にホームレーンに決定される。従って、判定位置P3の時点では、ホームレーンは、3つの車線のうち最も左側の第1走行車線LN1である。別の見方をすれば、ホームレーンに決定された車線を、第1走行車線LN1から何番目の車線であるのかを数えた場合、判定位置P3の時点では、ホームレーンは、0番目の車線、すなわち第1走行車線LN1であることを示している。
ホームレーン決定部180は、分岐地点P1までを第1走行車線LN1をホームレーンに決定すると、分岐地点P1以降は分岐車線LN4をホームレーンに決定する。また、モード制御部178は、自車両Mが分岐車線LN4に進入する際に、運転モードを第2自動運転モードから第1自動運転モードに切り替える。
図16は、自車両Mが区間S3を走行する場面の一例を示す図である。図中LN5からLN7は、第2高速道路に含まれる車線を表している。すなわち、第2高速道路は、第1高速道路と車線数が同じである。車線LN5からLN7のうち、車線LN5は追越車線を表し、追越車線LN3から最も遠い車線LN7は、第1走行車線を表し、追越車線LN5と第1走行車線LN7との間の車線は、第2走行車線を表している。車線LN1からLN3を含む第1高速道路の分岐車線であった支線LN4は、当場面では、車線LN5からLN4を含む第2高速道路の合流車線となる。
図示の例では、合流車線LN4は、追越車線LN5に接続されている。このような場合、ホームレーン決定部180は、3つの車線LN5からLN7のうち、区間S2の判定位置P3でホームレーンに決定されていた車線の相対位置と同じ位置にある車線を、第2高速道路におけるホームレーンに決定する。図15に例示した場面では、判定位置P3の時点でホームレーンは、3つの車線のうち最も左側の第1走行車線LN1であった。従って、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、3つの車線のうち最も左側の第1走行車線LN7をホームレーンに決定する。
この際、ホームレーン決定部180は、自車両Mが合流した車線と、ホームレーンに決定した車線とが異なる場合、それらの車線に挟まれる車線を一時的なホームレーンに決定してよい。図示の例では、自車両Mが合流した車線は、3つの車線で最も右側の追越車線LN5であり、ホームレーンに決定された車線は、3つの車線で最も左側の第1走行車線LN7である。そのため、ホームレーン決定部180は、第2走行車線LN6を一時的なホームレーンに決定する。
第2走行車線LN6に対するホームレーンは、追越車線LN5から第1走行車線LN7に移動するまでに複数回の車線変更が連続して行われないようにするため(ある程度の間隔をあけて車線変更が行われるようにするため)、ある一定の長さの区間に設定される。具体的には、数十[m]または数百[m]程度の距離である。
モード制御部178は、自車両Mが合流車線LN4から追越車線LN5に合流すると、運転モードを元の自動車線変更モードに戻す。行動計画生成部140は、運転モードが自動車線変更モードに復帰すると、自車両Mが合流した追越車線LN5からホームレーンである第1走行車線LN7に段階的に車線変更させる車線変更イベントを計画する。この結果、自車両Mが追越車線LN5から第1走行車線LN7に移動する。
この際、行動計画生成部140は、自車両Mが合流車線LN4から合流した追越車線LN5と、ホームレーンとする第1走行車線LN7とが異なるため、追越車線LN5と第1走行車線LN7との相対位置に基づいて、目標軌道の速度要素および位置要素を決定する。例えば、行動計画生成部140は、第1高速道路のホームレーンの相対位置に基づき決定されたホームレーンが自車両Mがジャンクションから合流した車線よりも左側の車線である場合、ホームレーンが自車両Mがジャンクションから合流した車線よりも右側の車線である場合に比して、合流した車線からホームレーンに決められた車線へと車線変更する際の目標速度を小さくしたり、或いは走行距離を短くしたりする。図示の例では、第1高速道路のホームレーンの相対位置に基づき決定されたホームレーンは、第1走行車線LN7であり、自車両Mがジャンクションから合流した車線は追越車線LN5であることから、行動計画生成部140は、追越車線LN5から第1走行車線LN7へと車線変更する際の目標速度を小さくしたり、或いは走行距離を短くしたりする。
このように、ジャンクションを介して異なる高速道路に移動する場合、第1高速道路のホームレーンの相対的な位置に合わせて、第2高速道路に対しても同じ相対位置関でホームレーンを定めるため、ジャンクションの通過前後でホームレーンの相対位置が変わってしまうことを防ぐことができる。この結果、第1レイヤ画像と第2レイヤ画像とを重畳させて表示装置32に表示させたときに、表示装置32の画面を見た乗員に違和感を感じさせることなく、自動運転モード下において自車両Mが走行する車線を乗員に理解させることができる。
図17は、自車両Mが区間S1を走行する場面の他の例を示す図である。図中Xは、自車両Mに比べて低速度であり、自車両Mとの相対速度が閾値以上となる前走車両を表している。図示のような場面では、行動計画生成部140は、自車両Mに前走車両Xを追い越させるため、隣接車線への車線変更が必要であると判定する。そして、行動計画生成部140は、車線変更イベントの一種である追い越しイベントを計画し、自車両Mを隣の第2走行車線LN2に車線変更させることを決定する。これを受けて、ホームレーン決定部180は、第1走行車線LN1から第2走行車線LN2にホームレーンを変更する。行動計画生成部140は、追い越しイベントに基づいて自車両Mを第2走行車線LN2へと車線変更させるための目標軌道を生成し、この目標軌道の情報を第2制御部160に出力する。第2制御部160は、目標軌道に基づいて速度および操舵を制御することで、自動運転によって自車両Mを第2走行車線LN2に車線変更させる。
図18は、自車両Mが区間S2を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図17の場面のように、区間S1でホームレーンが第2走行車線LN2に決定された後に、自車両Mが区間S2に進入した場面を表している。自車両Mが、本線から分岐車線LN4に車線変更する必要があるため、行動計画生成部140は、車線変更の開始地点P2において、第2走行車線LN2から第1走行車線LN1へと自車両Mを車線変更させるような車線変更イベントを計画する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、車線変更の開始地点P2で、第2走行車線LN2から第1走行車線LN1にホームレーンを変更する。
図19は、自車両Mが区間S3を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図18の場面のように、判定位置P3の時点でホームレーンが第2走行車線LN2に決定された区間S2から区間S3に自車両Mが進入した場面を表している。このような場面では、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、合流車線LN4に接続された追越車線LN5のある一定の区間をホームレーンに決定しつつ、その区間の終端でホームレーンを第2走行車線LN6に変更する。この結果、第2高速道路に自車両Mが合流する前のホームレーンの相対位置が復元される。
図20は、自車両Mが区間S1を走行する場面の他の例を示す図である。図中Yは、前走車両Xと同様に、自車両Mに比べて低速度であり、自車両Mが第2走行車線LN2を走行する間、自車両Mとの相対速度が閾値以上となる前走車両を表している。図示の場面は、前走車両Xを追い越すために、自車両Mを第1走行車線LN1から一旦第2走行車線LN2に車線変更させたものの、第2走行車線LN2にも低速度の前走車両Yが存在していることを表している。このような場面では、行動計画生成部140は、追い越しイベントを計画し、自車両Mを隣の追越車線LN3に車線変更させることを決定する。車線変更先の車線が追越車線LN3であるため、ホームレーン決定部180は、S126の判定処理に従って、ホームレーンを、第2走行車線LN2から追越車線LN3に変更せず、引き続き第2走行車線LN2をホームレーンに決定する。
図21は、自車両Mが区間S2を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図20の場面のように、区間S1において、車線変更先が追越車線LN3であったため、自車両Mは追越車線LN3を走行しているものの、ホームレーンは第2走行車線LN2に決定された以降の場面を表している。このような場合、行動計画生成部140は、車線変更の開始地点P2において、自車両Mを追越車線LN3から第2走行車線LN2に車線変更させ、更に、第2走行車線LN2から第1走行車線LN1に車線変更させるような車線変更イベントを計画する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、車線変更の開始地点P2以降であり、かつ自車両Mが追越車線LN3から第2走行車線LN2に車線変更した時点で、第2走行車線LN2から第1走行車線LN1にホームレーンを変更する。
図22は、自車両Mが区間S3を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図21の場面のように、判定位置P3の時点でホームレーンが第2走行車線LN2に決定された区間S2から区間S3に自車両Mが進入した場面を表している。図21に例示した場面では、自車両Mは追越車線LN3を走行していたものの、ホームレーンは第2走行車線LN2に決定されていた。そのため、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、合流車線LN4に接続された追越車線LN5のある一定の区間をホームレーンに決定しつつ、その区間の終端でホームレーンを第2走行車線LN6に変更する。
図23は、自車両Mが区間S1を走行する場面の他の例を示す図である。図中80Aは、方向指示器のレバーを表している。図示の場面では、前走車両Xを追い越すために、自車両Mが第2走行車線LN2に車線変更し、更に、乗員がレバー80Aを操作して右折を指示したことを表している。この場合、行動計画生成部140は、追越車線LN3へと車線変更する車線変更イベントを計画し、第2走行車線LN2から追越車線LN3に至る目標軌道を生成する。この際、ホームレーン決定部180は、乗員がレバー80Aを操作して、自車両Mから見て右側の隣接車線に車線変更することを指示したと判定する。そのため、ホームレーン決定部180は、S116の判定処理に従って、車線変更先が追越車線LN3であっても、その追越車線LN3を新たなホームレーンに決定する。このように、車線変更先の車線が追越車線である場合であっても、乗員の意思または指示に従って車線変更する場合には、例外的に追越車線がホームレーンに決定される。
図24は、自車両Mが区間S2を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図23の場面のように、区間S1において、自車両Mが追越車線LN3を走行しており、更にホームレーンが追越車線LN3に決定された以降の場面を表している。このような場合、行動計画生成部140は、車線変更の開始地点P2において、自車両Mを追越車線LN3から第2走行車線LN2に車線変更させ、更に、第2走行車線LN2から第1走行車線LN1に車線変更させるような車線変更イベントを計画する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、車線変更の開始地点P2で追越車線LN3から第2走行車線LN2にホームレーンを変更し、更に、自車両Mが追越車線LN3から第2走行車線LN2に車線変更した時点で、第2走行車線LN2から第1走行車線LN1にホームレーンを変更する。
図25は、自車両Mが区間S3を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図24の場面のように、判定位置P3の時点でホームレーンが追越車線LN3に決定された区間S2から区間S3に自車両Mが進入した場面を表している。このような場面では、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、合流車線LN4に接続された追越車線LN5をホームレーンに決定する。合流車線LN4から追越車線LN5に自車両が合流してから車線変更が必要ないため、行動計画生成部140は、定速走行イベントなどを計画し、自車両Mを一定の速度で追越車線LN5上を走行させる目標軌道を生成する。この結果、ジャンクション通過前に乗員が方向指示器のレバー80Aを操作して変更したホームレーンの相対位置を、ジャンクション通過後に復元することができる。
[場面説明-その2-]
以下、上述した種々の場面の道路構成と異なる場面について説明する。図26は、ジャンクションを介して互いに接続された第1高速道路および第2高速道路の他の例を示す図である。図示の例では、第1高速道路の右側に第2高速道路が存在している。以下、第1高速道路および第2高速道路を区間S4、S5、S6に区切って説明する。また、説明を簡略化するため、第1高速道路および第2高速道路の車線数が互いに同じであり、法定速度や通行する車両の平均速度などが同じであるものとする。
図27は、自車両Mが区間S4を走行する場面の一例を示す図である。図中LN10は、第1高速道路へと合流する合流車線を表しており、LN11からLN13は、本線である第1高速道路に含まれる車線を表している。車線LN11からLN13のうち、車線LN13は追越車線を表し、追越車線LN13から最も遠い車線LN11は、第1走行車線を表し、追越車線LN13と第1走行車線LN11との間の車線は、第2走行車線を表している。
例えば、自車両Mが合流車線LN0を走行している間、モード制御部178は、運転モードを運転支援モードに決定する。自車両Mが合流車線LN10から第1走行車線LN11に車線変更した場合、モード制御部178は、運転モードを運転支援モードから第2自動運転モードに切り替える。これを受けて、HMI制御部182は、第2スイッチ34Bを操作する(オンにする)ことを乗員に促す促進情報を表示装置32に表示させる。これを受けて、ホームレーン決定部180は、第1走行車線LN11をホームレーンに決定する。
図28は、自車両Mが区間S5を走行する場面の一例を示す図である。図中LN14は、第1高速道路から分岐した分岐車線を表している。図示の例では、分岐車線LN14は、本線である車線LN11からLN13のうち、追越車線LN13に接続されており、更に、その分岐車線LN14に第2高速道路が接続されている。すなわち、分岐車線LN14は、第1高速道路と第2高速道路とをつなぐジャンクションのランプウェイである。
図示のような場面の場において、行動計画生成部140は、自車両Mが追越車線LN13を走行していなければ、車線変更の開始地点P2において追越車線LN13へと自車両Mを車線変更させるような車線変更イベントを計画する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、分岐地点P1までは追越車線LN13をホームレーンに決定する。具体的には、ホームレーン決定部180は、分岐地点P1から車線変更の開始地点P2までの区間を、ホームレーンに決定する。図示の例では、自車両Mが第1走行車線LN11を走行しているため、行動計画生成部140は、車線変更の開始地点P2において、自車両Mを第1走行車線LN11から第2走行車線LN12に車線変更させ、更に、第2走行車線LN12から追越車線LN13に車線変更させるような車線変更イベントを計画する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、車線変更の開始地点P2で第1走行車線LN11から第2走行車線LN12にホームレーンを変更し、更に、自車両Mが第1走行車線LN11から第2走行車線LN12に車線変更した時点で、第2走行車線LN12から追越車線LN13にホームレーンを変更する。判定位置P3の時点では、ホームレーンは、3つの車線のうち最も右側の追越車線LN13である。別の見方をすれば、ホームレーンに決定された車線を、第1走行車線LN1から何番目の車線であるのかを数えた場合、判定位置P3の時点では、ホームレーンは、第1走行車線LN1から2番目の車線である追越車線LN13であることを示している。
ホームレーン決定部180は、分岐地点P1までを追越車線LN13をホームレーンに決定すると、分岐地点P1以降は分岐車線LN14をホームレーンに決定する。また、モード制御部178は、自車両Mが分岐車線LN14に進入する際に、運転モードを第2自動運転モードから第1自動運転モードに切り替える。
また、ホームレーン決定部180は、図28のように、第1高速道路の右側に第2高速道路が存在する場面では、図24などに例示したように、第1高速道路の左側に第2高速道路が存在する場面に比して、判定位置P3を分岐地点P1より更に遠ざけてよい。具体的には、ホームレーン決定部180は、第1高速道路に含まれる複数の車線のうち、第2高速道路へと至る分岐車線に接続された車線が、ホームレーンに決定した車線よりも第1走行車線に近い場合、第2高速道路へと至る分岐車線に接続された車線が、ホームレーンに決定した車線よりも第1走行車線から遠い場合に比して、第2所定距離DTH2を長くしてよい。図28に例示した場面では、分岐車線LN14に接続され、ホームレーンに決定される車線は追越車線LN13であるのに対して、図24などに例示した場面では、分岐車線LN4に接続され、ホームレーンに決定される車線は第1走行車線LN1である。従って、図24などに例示した場面に比べて、図28に例示した場面の方が、ホームレーンに決定される車線が第1走行車線から遠くなる。すなわち、より多くの車線変更が必要になる蓋然性が高い。このような場合に、第2所定距離DTH2を長くしておくことで、ジャンクションに進入するために必要な車線変更を考慮せず、それよりも前に行われた車線変更に伴って変更されたホームレーンの相対位置に基づいて、第2高速道路においてホームレーンを決定することができる。
図29は、自車両Mが区間S6を走行する場面の一例を示す図である。図中LN15からLN17は、第2高速道路に含まれる車線を表している。すなわち、第2高速道路は、第1高速道路と車線数が同じである。車線LN15からLN17のうち、車線LN15は追越車線を表し、追越車線LN13から最も遠い車線LN17は、第1走行車線を表し、追越車線LN15と第1走行車線LN17との間の車線は、第2走行車線を表している。第1高速道路の分岐車線であった支線LN14は、当場面では、第2高速道路の合流車線となる。
図示の例では、合流車線LN14は、第1走行車線LN15に接続されている。このような場合、ホームレーン決定部180は、3つの車線LN15からLN17のうち、区間S4の判定位置P3でホームレーンに決定されていた車線の相対位置と同じ位置にある車線を、第2高速道路におけるホームレーンに決定する。図28に例示した場面では、判定位置P3の時点でホームレーンは、3つの車線のうち最も左側の第1走行車線LN1であった。従って、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、3つの車線のうち最も左側の第1走行車線LN15をホームレーンに決定する。
図30は、自車両Mが区間S4を走行する場面の他の例を示す図である。図示のような場面では、行動計画生成部140は、自車両Mに前走車両Xを追い越させるため、隣接車線への車線変更が必要であると判定する。そして、行動計画生成部140は、車線変更イベントの一種である追い越しイベントを計画し、自車両Mを隣の第2走行車線LN12に車線変更させることを決定する。これを受けて、ホームレーン決定部180は、第1走行車線LN11から第2走行車線LN12にホームレーンを変更する。行動計画生成部140は、追い越しイベントに基づいて自車両Mを第2走行車線LN12へと車線変更させるための目標軌道を生成し、この目標軌道の情報を第2制御部160に出力する。第2制御部160は、目標軌道に基づいて速度および操舵を制御することで、自動運転によって自車両Mを第2走行車線LN12に車線変更させる。
図31は、自車両Mが区間S5を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図30の場面のように、区間S4でホームレーンが第2走行車線LN12に決定された後に、自車両Mが区間S5に進入した場面を表している。自車両Mは本線から分岐車線LN14に車線変更する必要があるため、行動計画生成部140は、車線変更の開始地点P2において、第2走行車線LN12から追越車線LN13へと自車両Mを車線変更させるような車線変更イベントを計画する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、車線変更の開始地点P2で、第2走行車線LN12から追越車線LN13にホームレーンを変更する。
図32は、自車両Mが区間S6を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図31の場面のように、判定位置P3の時点でホームレーンが第2走行車線LN2に決定された区間S5から区間S6に自車両Mが進入した場面を表している。このような場面では、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、合流車線LN4に接続された第1走行車線LN15のある一定の区間をホームレーンに決定しつつ、その区間の終端でホームレーンを第2走行車線LN16に変更する。この結果、第2高速道路に自車両Mが合流する前のホームレーンの相対位置が復元される。
図示の例では、第1高速道路のホームレーンの相対位置に基づき決定されたホームレーンは、第2走行車線LN16であり、自車両Mがジャンクションから合流した車線は第1走行車線LN15であることから、行動計画生成部140は、第1高速道路のホームレーンの相対位置に基づき決定されたホームレーンが自車両Mがジャンクションから合流した車線よりも左側の車線である場合(例えば図16などに例示した場面)に比して、第1走行車線LN15から第2走行車線LN16へと車線変更する際の目標速度を大きくしたり、或いは走行距離を長くしたりする。
図33は、自車両Mが区間S4を走行する場面の他の例を示す図である。図示の場面は、前走車両Xを追い越すために、自車両Mを第1走行車線LN11から一旦第2走行車線LN12に車線変更させたものの、第2走行車線LN2にも低速度の前走車両Yが存在していることを表している。このような場面では、行動計画生成部140は、追い越しイベントを計画し、自車両Mを隣の追越車線LN13に車線変更させることを決定する。車線変更先の車線が追越車線LN13であるため、ホームレーン決定部180は、S126の判定処理に従って、ホームレーンを、第2走行車線LN12から追越車線LN13に変更せず、引き続き第2走行車線LN12をホームレーンに決定する。
図34は、自車両Mが区間S5を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図33の場面のように、区間S4において、車線変更先が追越車線LN13であったため、自車両Mは追越車線LN13を走行しているものの、ホームレーンは第2走行車線LN12に決定された以降の場面を表している。このような場合、行動計画生成部140は、自車両Mが追越車線LN13上で前走車両Yを追い越した時点で、自車両Mを第2走行車線LN12に車線変更させるための目標軌道を生成する。図示の例では、車線変更の開始地点P2よりも手前の位置で、追越車線LN13から第2走行車線LN12への車線変更が行われている。そのため、行動計画生成部140は、再度、車線変更の開始地点P2で自車両Mを追越車線LN13に車線変更させるための目標軌道を生成する。これに併せて、ホームレーン決定部180は、車線変更の開始地点P2以降であり、かつ自車両Mが追越車線LN13から第2走行車線LN12に車線変更した時点で、第2走行車線LN2から追越車線LN13にホームレーンを変更する。
図35は、自車両Mが区間S6を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図34の場面のように、判定位置P3の時点でホームレーンが第2走行車線LN2に決定された区間S5から区間S6に自車両Mが進入した場面を表している。そのため、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、合流車線LN14に接続された第1走行車線LN15のある一定の区間をホームレーンに決定しつつ、その区間の終端でホームレーンを第2走行車線LN16に変更する。
図36は、自車両Mが区間S4を走行する場面の他の例を示す図である。図示の場面では、前走車両Xを追い越すために、自車両Mが第2走行車線LN12に車線変更し、更に、乗員がレバー80Aを操作して右折を指示したことを表している。この場合、行動計画生成部140は、追越車線LN13へと車線変更する車線変更イベントを計画し、第2走行車線LN12から追越車線LN13に至る目標軌道を生成する。この際、ホームレーン決定部180は、乗員がレバー80Aを操作して、自車両Mから見て右側の隣接車線に車線変更することを指示したと判定する。そのため、ホームレーン決定部180は、S116の判定処理に従って、車線変更先が追越車線LN13であっても、その追越車線LN13を新たなホームレーンに決定する。
図37は、自車両Mが区間S5を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図36の場面のように、区間S4において、自車両Mが追越車線LN13を走行しており、更にホームレーンが追越車線LN13に決定された以降の場面を表している。このような場合、行動計画生成部140は、定速走行イベントなどを計画し、自車両Mを一定の速度で追越車線LN13上を走行させる目標軌道を生成する。この結果、自車両Mは、車線変更することなく、直進して分岐車線LN14に分岐する。
図38は、自車両Mが区間S6を走行する場面の他の例を示す図である。図示の例は、図37の場面のように、判定位置P3の時点でホームレーンが追越車線LN13に決定された区間S5から区間S6に自車両Mが進入した場面を表している。このような場面では、ホームレーン決定部180は、第2高速道路においても、追越車線LN17をホームレーンに決定する。この際、ホームレーン決定部180は、第2走行車線LN16を一時的なホームレーンに決定する。
モード制御部178は、自車両Mが合流車線LN14から第1走行車線LN15に合流すると、運転モードを元の自動車線変更モードに戻す。行動計画生成部140は、運転モードが自動車線変更モードに復帰すると、自車両Mが合流した第1走行車線LN15からホームレーンである追越車線LN17に段階的に車線変更させる車線変更イベントを計画する。この結果、自車両Mが第1走行車線LN15から追越車線LN17に移動する。
以上説明した実施形態によれば、自車両Mが第1高速道路から第2高速道路へと移動する場合、それらの高速道路をつなぐジャンクションを通行するよりも前の時点において決定した第1高速道路のホームレーンの相対位置に基づいて、第2高速道路上でのホームレーンを決定するため、ジャンクションの通過前後でホームレーンの相対位置が変わってしまうことを防ぐことができる。この結果、第1レイヤ画像と第2レイヤ画像とを重畳させて表示装置32に表示させたときに、表示装置32の画面を見た乗員に違和感を感じさせることなく、自動運転モード下において自車両Mが走行する車線を乗員に理解させることができる。すなわち、乗員に違和感を感じさせにくい自動運転を行うことができる。
また、上述した実施形態によれば、第1高速道路と第2高速道路との車線数が大幅に異なっていたり、第1高速道路を車両が通行する際の速度と第2高速道路を車両が通行する際の速度とが異なっていたりした場合、第1高速道路のホームレーンの相対位置に基づいて第2高速道路でホームレーンを決定しないため、より乗員に違和感を感じさせにくくすることができる。
また、上述した実施形態によれば、乗員が方向式器のレバー80Aを操作して、ワンタッチ機能によって車線変更を指示した場合、その指示された車線に自車両Mを車線変更させ、判定位置P3の時点で決定したホームレーンが乗員によって指示された車線である場合、そのホームレーンの相対位置に基づいて、第2高速道路上でホームレーンを決定する。これによって、車線変更するという乗員の意思を考慮した上でホームレーンを決定することができる。
[実施形態の変形例]
以下、上述した実施形態の変形例について説明する。上述した実施形態では、主に、第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致する場合のホームレーンの決定方法について説明した。これに対して、変形例では、第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場合のホームレーンの決定方法について説明する。
図39は、第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場面の一例を示す図である。図中LN1-1は、第1高速道路の第1走行車線を表し、LN1-2は、第1高速道路の第2走行車線を表し、LN1-3は、第1高速道路の追越車線を表している。一方、LN2-1は、第2高速道路の第1走行車線を表し、LN2-2は、第2高速道路の第2走行車線を表し、LN2-3は、第2高速道路の第3走行車線を表し、LN2-4は、第2高速道路の追越車線を表している。
図示の例では、第1高速道路の車線数に比して第2高速道路の車線数が多いものの、第1高速道路の車線数に対する第2高速道路の車線数の比率(=4/3)が第2閾値未満であり、これらの車線数が大幅には異なっていない。このような場合、ホームレーン決定部180は、第1高速道路でのホームレーンの相対位置の参照度合いを低下させたうえで、第2高速道路においてホームレーンを決定する。参照度合いを低下させるとは、例えば、第2高速道路に含まれる複数の車線の中からホームレーンを決定する際に、第1高速道路でのホームレーンの相対的な位置関係と同じ傾向(完全に同じでなくてよい)の位置関係にある第2高速道路の車線をホームレーンに決定することである。具体的には、ホームレーン決定部180は、第1高速道路において、第1走行車線LN1-1から数えてn番目の車線をホームレーンに決定した場合、第2高速道路において、第1走行車線LN2-1から数えてn番目の車線をホームレーンに決定する。図示の例では、第1高速道路において第2走行車線LN1-2がホームレーンに決定されている。そのため、第2高速道路でも、第2走行車線LN1-2がホームレーンに決定される。
図40は、第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場面の他の例を示す図である。図中LN1-1は、第1高速道路の第1走行車線を表し、LN1-2は、第1高速道路の第2走行車線を表し、LN1-3は、第1高速道路の第3走行車線を表し、LN1-4は、第1高速道路の追越車線を表している。一方、LN2-1は、第2高速道路の第1走行車線を表し、LN2-2は、第2高速道路の第2走行車線を表し、LN2-3は、第2高速道路の追越車線を表している。
図示の例では、第1高速道路の車線数に比して第2高速道路の車線数が少ないものの、第1高速道路の車線数に対する第2高速道路の車線数の比率(=3/4)が第1閾値以上であり、これらの車線数が大幅には異なっていない。このような場合、ホームレーン決定部180は、第1高速道路において、第1走行車線LN1-1の反対側にある最も外側の追越車線LN1-4から数えてn番目の車線をホームレーンに決定した場合、第2高速道路において、第1走行車線LN2-1の反対側にある最も外側の追越車線LN2-3から数えてn番目の車線をホームレーンに決定する。図示の例では、第1高速道路において第2走行車線LN1-2がホームレーンに決定されている。そのため、第2高速道路では、第1走行車線LN1-1がホームレーンに決定される。
図41は、第1高速道路と第2高速道路との車線数が一致しない場面の他の例を示す図である。図中LN1-1は、第1高速道路の第1走行車線を表し、LN1-2は、第1高速道路の第2走行車線を表し、LN1-3は、第1高速道路の追越車線を表している。一方、LN2-1は、第2高速道路の第1走行車線を表し、LN2-2は、第2高速道路の第2走行車線を表し、LN2-3は、第2高速道路の第3走行車線を表し、LN2-4は、第2高速道路の第4走行車線を表し、LN2-5は、第2高速道路の追越車線を表している。
図示の例では、第1高速道路の車線数に比して第2高速道路の車線数が多いものの、第1高速道路の車線数に対する第2高速道路の車線数の比率(=5/3)が第1閾値以上であり、これらの車線数が大幅には異なっていない。このような場合、ホームレーン決定部180は、各高速道路の最も外側の2つの車線を基準にして、第1高速道路のホームレーンの相対位置と、第2高速道路のホームレーンの相対位置とが一致するように、第2高速道路上においてホームレーンを決定してもよい。具体的には、ホームレーン決定部180は、追越車線LN1-3は、追越車線LN2-5に一対一に対応するものとし、第1走行車線LN1-1は、第1走行車線LN2-1および第2走行車線LN2-1に対応し、第2走行車線LN1-2は、第3走行車線LN2-3および第4走行車線LN2-4に対応するものとして扱う。図示の例では、第1高速道路において第1走行車線LN1-1がホームレーンに決定されている。そのため、ホームレーン決定部180は、第2高速道路に含まれる複数の車線のうち、第1走行車線LN1-1に対応した第1走行車線LN2-1および第2走行車線LN2-1のいずれかをホームレーンに決定する。
また、ホームレーン決定部180は、第2高速道路の車線数が閾値(例えば5車線)以上である場合、第1高速道路でのホームレーンの相対位置に基づいて第2高速道路でホームレーンを決定することを止めて、S208の処理を代わりに行ってもよい。
[ハードウェア構成]
図42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、第2制御部160、および第3制御部170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。
プログラムを記憶するストレージと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定し、
前記車両の周辺の状況と、前記決定した基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させ、
前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定する、
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、90…車内カメラ、100…自動運転制御装置、120…第1制御部、130…認識部、140…行動計画生成部、142…イベント決定部、144…目標軌道生成部、160…第2制御部、162…第1取得部、164…速度制御部、166…操舵制御部、170…第3制御部、172…第2取得部、174…第1判定部、176…第2判定部、178…モード制御部、180…ホームレーン決定部、182…HMI制御部、190…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

Claims (18)

  1. 車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定する決定部と、
    前記車両の周辺の状況と、前記決定部によって決定された前記基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させるモード制御部と、を備え、
    前記決定部は、前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定する、
    車両制御装置。
  2. 前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数とが同じ場合、前記第1基準車線の相対位置に基づいて、前記第2基準車線を決定する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記決定部は、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、一方向からの車線から数えて第n番目の車線を前記第1基準車線に決定した場合、前記第2道路に含まれる複数車線のうち、前記一方向からの車線から数えて第n番目の車線を前記第2基準車線に決定する、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数とが異なる場合、前記第1基準車線の相対位置と、前記第1道路および前記第2道路に適用される左側通行または右側通行の所定の規則とに基づいて、前記第2基準車線を決定する、
    請求項1または2に記載の車両制御装置。
  5. 前記決定部は、前記第1道路の車線数に比して前記第2道路の車線数が多く、且つ前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記所定の規則で定められた車線から数えて第n番目の車線を前記第1基準車線に決定した場合、前記第2道路に含まれる複数の車線のうち、前記所定の規則で定められた車線から数えて第n番目の車線を、前記第2基準車線に決定する、
    請求項4に記載の車両制御装置。
  6. 前記決定部は、前記第1道路の車線数に比して前記第2道路の車線数が少なく、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記所定の規則で定められた車線の反対側にある最も外側の車線から数えて第n番目の車線を前記第1基準車線に決定した場合、前記第2道路に含まれる複数の車線のうち、前記所定の規則で定められた車線の反対側にある最も外側の車線から数えて第n番目の車線を、前記第2基準車線に決定する、
    請求項4に記載の車両制御装置。
  7. 前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数との比率が1よりも小さい第1閾値以上、または1よりも大きい第2閾値未満である場合、前記第2基準車線を決定する、
    請求項5または6に記載の車両制御装置。
  8. 前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数とが異なる場合、前記第2道路において前記第2基準車線を決定する際に、前記第1基準車線の相対位置の参照度合いを低下させる、
    請求項1から7のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  9. 前記決定部は、前記第1道路の車線数と前記第2道路の車線数との比率が1よりも小さい第1閾値未満、または1よりも大きい第2閾値以上である場合、前記第1道路における前記第1基準車線の相対位置と、前記第2道路における前記第2基準車線の相対位置とが一致するように、前記第2基準車線を決定する、
    請求項1から8のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  10. 前記決定部は、前記第1道路と前記第2道路との接続地点から所定距離離れた位置における前記第1基準車線の相対位置に基づいて、前記第2基準車線を決定する、
    請求項1から9のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  11. 前記決定部は、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記接続地点において、前記第1道路と前記第2道路とをつなぐジャンクションに接続された車線が、前記第1基準車線よりも左側通行または右側通行の所定の規則で定められた車線に近い場合、前記ジャンクションに接続された車線が、前記第1基準車線よりも前記所定の規則で定められた車線から遠い場合に比して、前記所定距離を長くする、
    請求項10に記載の車両制御装置。
  12. 前記決定部は、前記第1道路を車両が通行する際の速度と、前記第2道路を車両が通行する際の速度とが異なる場合、前記第1基準車線の相対位置に基づき前記第2基準車線を決定しない、
    請求項1から11のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  13. 前記運転モードに対応させて、前記車両の速度または操舵の少なくとも一方を制御する運転制御部を更に備え、
    前記運転制御部は、前記第2道路に含まれる複数車線のうち、前記第1道路から前記車両が進入した進入車線と、前記第2基準車線とが異なる場合、前記進入車線と前記第2基準車線との相対位置に基づいて、前記進入車線から前記第2基準車線への車線変更の制御態様を決定する、
    請求項1から12のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  14. 前記運転制御部は、
    前記第1道路および前記第2道路に左側通行の法規が適用される場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも左側の車線である場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも右側の車線である場合に比して、前記進入車線から前記第2基準車線へと車線変更する際の走行速度を小さく、または走行距離を短くし、
    前記第1道路および前記第2道路に右側通行の法規が適用される場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも右側の車線である場合、前記第2基準車線が前記進入車線よりも左側の車線である場合に比して、前記進入車線から前記第2基準車線へと車線変更する際の走行速度を小さく、または走行距離を短くする、
    請求項13に記載の車両制御装置。
  15. 前記車両の乗員の車線変更の指示を検出する検出部を更に備え、
    前記運転制御部は、前記検出部によって前記指示が検出された場合、前記車両の速度および操舵を制御して、前記乗員によって指示された車線に前記車両を車線変更させ、
    前記決定部は、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した前記第1基準車線が、前記乗員によって指示された車線である場合、前記第1基準車線の相対位置に基づいて、前記第2基準車線を決定する、
    請求項13または14に記載の車両制御装置。
  16. 前記決定部は、前記第2道路の車線数が閾値以上である場合、前記第1基準車線の相対位置に基づき前記第2基準車線を決定しない、
    請求項1から15のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
  17. 車両に搭載されたコンピュータが、
    前記車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定し、
    前記車両の周辺の状況と、前記決定した基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させ、
    前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定する、
    車両制御方法。
  18. 車両に搭載されたコンピュータに、
    前記車両が走行する道路に含まれるいずれかの車線を基準車線に決定する処理と、
    前記車両の周辺の状況と、前記決定した基準車線と、前記車両の乗員の状態と、前記車両が走行している区間とに基づいて、前記車両への運転制御の度合が異なる複数の運転モードのうち何れかの運転モードを実行させる処理と、
    前記車両が第1道路から分岐する第2道路へと移動する場合、前記第1道路に含まれる複数車線のうち、前記第2道路へと前記車両が移動する前の時点において決定した第1基準車線の前記複数車線に対する相対位置に基づいて、前記第2道路上において第2基準車線を決定する処理と、
    を実行させるためのプログラム。
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