JP7425132B1 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行車線の中心線に基づいた運転制御を好適に実行すること。【解決手段】車両の周辺状況を認識する認識部と、前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御する運転制御部と、前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定するモード決定部と、判定角度が第１閾値以上であるか否かと、判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定する判定部と、を備え、前記モード決定部は、前記判定部によって、前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更する、車両制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

従来、車両に搭載されたカメラによって撮像されたカメラ区画線情報と、地図区画線情報とに基づいて車両を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、カメラ区画線情報と地図区画線情報とが一致している場合はカメラ区画線情報によりレーンキープ制御を行う一方、カメラ区画線情報と地図区画線情報とが一致していない場合は、前回のカメラ区画線情報と地図区画線情報によりレーンキープ制御を行うことが記載されている。

特開２０１７－６１２６５号公報

しかしながら、従来技術は、カメラ区画線情報と地図区画線情報との一致度合いを検証して車両の運転制御を実行するものの、走行車線の中心線を検証して運転制御を実施するものではなかった。その結果、走行車線の中心線に基づいた運転制御を好適に実行できない場合があった。

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、走行車線の中心線に基づいた運転制御を好適に実行することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両制御装置は、車両の周辺状況を認識する認識部と、前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御する運転制御部と、前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定し、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部は前記運転制御部により制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更するモード決定部と、前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度に基づく判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の距離に基づく判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定する判定部と、を備え、前記モード決定部は、前記判定部によって、前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更するものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記判定部は、前記判定角度を、左側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度の平均値と、右側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度の平均値との合計値として定義するものである。

（３）：上記（１）の態様において、前記判定部は、前記判定角度を、左側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度のピーク値と、右側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度のピーク値とのうちの少なくとも一方として定義するものである。

（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記モード決定部は、前記判定角度が、前記第１閾値以上かつ前記第１閾値より大きい第３閾値以下であるか否かを判定し、前記判定角度が、前記第１閾値以上かつ前記第３閾値以下であると判定された場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第２の運転モードを継続するものである。

（５）：上記（４）の態様において、前記判定部は、前記判定角度が、前記第１閾値以上かつ前記第３閾値以下であると判定された場合、前記地図道路区画線と前記カメラ道路区画線の少なくとも一部が一致するか否かを判定し、前記モード決定部は、前記判定部によって、前記地図道路区画線と前記カメラ道路区画線の少なくとも一部が一致すると判定された場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第２の運転モードを継続するものである。

（６）：上記（５）の態様において、前記モード決定部は、前記地図道路区画線と前記カメラ道路区画線の少なくとも一部が一致しないと判定された場合であっても、前記車両の前方に先行車両が存在する場合、前記先行車両の走行軌跡に少なくとも基づく前記第２の運転モードを継続するものである。

（７）：上記（１）の態様において、前記判定部は、前記判定距離を、左側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の距離と、右側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の距離とのうちの少なくとも一方として定義するものである。

（８）：上記（１）の態様において、前記判定部は、前記所定領域を、前記車両が走行する走行車線における、車線増加区間、車線減少区間、または走路曲率が所定値以上の区間として定義するものである。

（９）：上記（１）の態様において、前記判定部は、前記地図情報に含まれる地図道路区画線および地図道路中心線を構成する点群に含まれる点の個数が所定数以上の場合、前記点群に基づいて、前記判定角度および前記判定距離を算出するものである。

（１０）：上記（１）の態様において、前記モード決定部は、前記第２の運転モードを、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更した場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを少なくとも第１所定期間継続させるものである。

（１１）：上記（１）の態様において、前記モード決定部は、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを前記第１所定期間継続させた後に、前記判定角度が前記第１閾値未満であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値未満であると判定された場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを前記地図道路区画線に基づく前記第２の運転モードに復帰させるものである。

（１２）：上記（１）の態様において、前記モード決定部は、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを第２所定期間継続させた後に、前記判定角度が前記第１閾値以上であるか、又は前記判定距離が前記第２閾値以上であると判定された場合、前記第１の運転モードを、前記車両の乗員による前記車両の手動運転に遷移させるものである。

（１３）：この発明の別の態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、車両の周辺状況を認識し、前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御し、前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定し、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部が制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更し、前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定し、前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更するものである。

（１４）：この発明の別の態様に係るプログラムは、コンピュータに、車両の周辺状況を認識させ、前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御させ、前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定させ、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部が制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更させ、前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定させ、前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更させるものである。

（１）～（１４）の態様によれば、走行車線の中心線に基づいた運転制御を好適に実行することができる。

実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システムの構成図である。 第１制御部および第２制御部の機能構成図である。 運転モードと自車両の制御状態、およびタスクの対応関係の一例を示す図である。 実施形態に係る車両制御装置の動作が実行される場面の一例を示す図である。 判定部１５６によって実行される判定処理を説明するための図である。 モード決定部１５０によって実行されるモード変更処理の一例を示す図である。 実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れの別の例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

［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、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）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、ドライバモニタカメラ７０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。

ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの周辺に光（或いは光に近い波長の電磁波）を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ１４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。ＬＩＤＡＲ１４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ＬＩＤＡＲ１４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ＬＩＤＡＲ１４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と通信し、或いは無線基地局を介して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。特に、本実施形態において、第２地図情報６２は、車線における左右の道路区画線（以下、「地図道路区画線」と称する場合がある）および車線の中心線（以下、「地図道路中心線」と称する場合がある）に関する情報を含む。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、後述するモードＡまたはモードＢが禁止される禁止区間の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。

ドライバモニタカメラ７０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。ドライバモニタカメラ７０は、自車両Ｍの運転席に着座した乗員（以下、運転者）の頭部を正面から（顔面を撮像する向きで）撮像可能な位置および向きで、自車両Ｍにおける任意の箇所に取り付けられる。例えば、ドライバモニタカメラ７０は、自車両Ｍのインストルメントパネルの中央部に設けられたディスプレイ装置の上部に取り付けられる。

運転操作子８０は、例えば、ステアリングホイール８２の他、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、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。ステアリングホイール８２は、「運転者による操舵操作を受け付ける操作子」の一例である。操作子は、必ずしも環状である必要は無く、異形ステアやジョイスティック、ボタンなどの形態であってもよい。ステアリングホイール８２には、ステアリング把持センサ８４が取り付けられている。ステアリング把持センサ８４は、静電容量センサなどにより実現され、運転者がステアリングホイール８２を把持している（力を加えられる状態で接していることをいう）か否かを検知可能な信号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）などのハードウェア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）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）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ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）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ＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。自動運転制御装置１００は「車両制御装置」の一例であり、行動計画生成部１４０と第２制御部１６０を合わせたものが「運転制御部」の一例である。

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、モード決定部１５０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ＬＩＤＡＲ１４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の周辺にある物体の位置、および速度、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）を原点とした絶対座標上の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、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、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）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、走行車線を認識する。なお、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、走行車線を認識してもよい。特に、本実施形態において、認識部１３０は、カメラ１０によって撮像された画像に基づいて、車線における左右の道路区画線（以下、「カメラ道路区画線」と称する場合がある）および車線の中心線（以下、「カメラ道路中心線」と称する場合がある）を認識するものとする。カメラ道路中心線は、左右のカメラ道路区画線の中心線として認識されるものである。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、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。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、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、認識部１３０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。

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走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、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が、目標軌道の一部として生成される。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の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

モード決定部１５０は、自車両Ｍの運転モードを、運転者に課されるタスクが異なる複数の運転モードのいずれかに決定する。モード決定部１５０は、例えば、運転者状態判定部１５２と、モード変更処理部１５４と、判定部１５６とを備える。これらの個別の機能については後述する。

図３は、運転モードと自車両Ｍの制御状態、およびタスクの対応関係の一例を示す図である。自車両Ｍの運転モードには、例えば、モードＡからモードＥの５つのモードがある。制御状態すなわち自車両Ｍの運転制御の自動化度合いは、モードＡが最も高く、次いでモードＢ、モードＣ、モードＤの順に低くなり、モードＥが最も低い。この逆に、運転者に課されるタスクは、モードＡが最も軽度であり、次いでモードＢ、モードＣ、モードＤの順に重度となり、モードＥが最も重度である。なお、モードＤおよびＥでは自動運転でない制御状態となるため、自動運転制御装置１００としては自動運転に係る制御を終了し、運転支援または手動運転に移行させるまでが責務である。以下、それぞれの運転モードの内容について例示する。

モードＡでは、自動運転の状態となり、運転者には前方監視、ステアリングホイール８２の把持（図ではステアリング把持）のいずれも課されない。但し、モードＡであっても運転者は、自動運転制御装置１００を中心としたシステムからの要求に応じて速やかに手動運転に移行できる体勢であることが要求される。なお、ここで言う自動運転とは、操舵、加減速のいずれも運転者の操作に依らずに制御されることをいう。前方とは、フロントウインドシールドを介して視認される自車両Ｍの進行方向の空間を意味する。モードＡは、例えば、高速道路などの自動車専用道路において、所定速度（例えば５０［ｋｍ／ｈ］程度）以下で自車両Ｍが走行しており、追従対象の前走車両が存在するなどの条件が満たされる場合に実行可能な運転モードであり、ＴＪＰ（Traffic Jam Pilot）と称される場合もある。この条件が満たされなくなった場合、モード決定部１５０は、モードＢに自車両Ｍの運転モードを変更する。

モードＢでは、運転支援の状態となり、運転者には自車両Ｍの前方を監視するタスク（以下、前方監視）が課されるが、ステアリングホイール８２を把持するタスクは課されない。モードＣでは、運転支援の状態となり、運転者には前方監視のタスクと、ステアリングホイール８２を把持するタスクが課される。モードＤは、自車両Ｍの操舵と加減速のうち少なくとも一方に関して、ある程度の運転者による運転操作が必要な運転モードである。例えば、モードＤでは、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）やＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）といった運転支援が行われる。モードＥでは、操舵、加減速ともに運転者による運転操作が必要な手動運転の状態となる。モードＤ、モードＥともに、当然ながら運転者には自車両Ｍの前方を監視するタスクが課される。

自動運転制御装置１００（および運転支援装置（不図示））は、運転モードに応じた自動車線変更を実行する。自動車線変更には、システム要求による自動車線変更（１）と、運転者要求による自動車線変更（２）がある。自動車線変更（１）には、前走車両の速度が自車両の速度に比して基準以上に小さい場合に行われる、追い越しのための自動車線変更と、目的地に向けて進行するための自動車線変更（推奨車線が変更されたことによる自動車線変更）とがある。自動車線変更（２）は、速度や周辺車両との位置関係等に関する条件が満たされた場合において、運転者により方向指示器が操作された場合に、操作方向に向けて自車両Ｍを車線変更させるものである。

自動運転制御装置１００は、モードＡにおいて、自動車線変更（１）および（２）のいずれも実行しない。自動運転制御装置１００は、モードＢおよびＣにおいて、自動車線変更（１）および（２）のいずれも実行する。運転支援装置（不図示）は、モードＤにおいて、自動車線変更（１）は実行せず自動車線変更（２）を実行する。モードＥにおいて、自動車線変更（１）および（２）のいずれも実行されない。

モード決定部１５０は、決定した運転モード（以下、現運転モード）に係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに自車両Ｍの運転モードを変更する。

例えば、モードＡにおいて運転者が、システムからの要求に応じて手動運転に移行できない体勢である場合（例えば許容エリア外の脇見を継続している場合や、運転困難となる予兆が検出された場合）、モード決定部１５０は、ＨＭＩ３０を用いて運転者に手動運転への移行を促し、運転者が応じなければ自車両Ｍを路肩に寄せて徐々に停止させ、自動運転を停止する、といった制御を行う。自動運転を停止した後は、自車両はモードＤまたはＥの状態になり、運転者の手動操作によって自車両Ｍを発進させることが可能となる。以下、「自動運転を停止」に関して同様である。モードＢにおいて運転者が前方を監視していない場合、モード決定部１５０は、ＨＭＩ３０を用いて運転者に前方監視を促し、運転者が応じなければ自車両Ｍを路肩に寄せて徐々に停止させ、自動運転を停止する、といった制御を行う。モードＣにおいて運転者が前方を監視していない場合、或いはステアリングホイール８２を把持していない場合、モード決定部１５０は、ＨＭＩ３０を用いて運転者に前方監視を、および／またはステアリングホイール８２を把持するように促し、運転者が応じなければ自車両Ｍを路肩に寄せて徐々に停止させ、自動運転を停止する、といった制御を行う。

運転者状態判定部１５２は、上記のモード変更のために運転者の状態を監視し、運転者の状態がタスクに応じた状態であるか否かを判定する。例えば、運転者状態判定部１５２は、ドライバモニタカメラ７０が撮像した画像を解析して姿勢推定処理を行い、運転者が、システムからの要求に応じて手動運転に移行できない体勢であるか否かを判定する。また、運転者状態判定部１５２は、ドライバモニタカメラ７０が撮像した画像を解析して視線推定処理を行い、運転者が前方を監視しているか否かを判定する。

モード変更処理部１５４は、モード変更のための各種処理を行う。例えば、モード変更処理部１５４は、行動計画生成部１４０に路肩停止のための目標軌道を生成するように指示したり、運転支援装置（不図示）に作動指示をしたり、運転者に行動を促すためにＨＭＩ３０の制御をしたりする。判定部１５６の動作は後述する。

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。

図２に戻り、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。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）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付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０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の曲がり具合に応じて、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ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。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。

［車両制御装置の動作］
次に、実施形態に係る車両制御装置の動作について説明する。図４は、実施形態に係る車両制御装置の動作が実行される場面の一例を示す図である。図４に示す状況において、自車両Ｍの運転モードはモードＢであり、かつ第２地図情報６２に含まれる地図道路中心線を参照線として（すなわち、地図道路中心線に沿って）自車両Ｍは車線Ｌ１を走行中であるものとする。図４中、符号ＬＭＬは左側地図道路区画線を示し、符号ＲＭＬは右側地図道路区画線を示し、符号ＣＭＬは地図道路中心線を示す。左側地図道路区画線ＬＭＬと、右側地図道路区画線ＲＭＬと、地図道路中心線ＣＭＬとは、第２地図情報６２が事前に記憶するものである。

図４に示す通り、左側地図道路区画線ＬＭＬと、右側地図道路区画線ＲＭＬと、地図道路中心線ＣＭＬのそれぞれは、所定間隔（例えば、１ｍ）ごとに配置された点群として表現される。図４中、符号ＬＰは左側地図道路区画線ＬＭＬを構成する点群を表し、符号ＲＰは左側地図道路区画線ＬＭＬを構成する点群を表し、符号ＣＰは地図道路中心線ＣＭＬを構成する点群を表す。判定部１５６は、自車両Ｍの走行車線にある前方領域のうち、所定範囲（例えば、自車両Ｍの現時点における速度を基準にして数秒先の地点から、数十メートル先の地点までの範囲）に存在する点群ＬＰ、ＲＰ、ＣＰを第２地図情報６２から抽出し、以下で説明する判定処理を行う。図４の状況においては、自車両Ｍの走行車線にある前方領域のうち、点群ＬＰ_１～ＬＰ_ｉ、ＲＰ_１～ＲＰ_ｉ、ＣＰ_１～ＣＰ_ｉが抽出されたものとする。

図５は、判定部１５６によって実行される判定処理を説明するための図である。判定部１５６は、まず、左側地図道路区画線ＬＭＬについて、点ＬＰ_ｋと点ＬＰ_ｋ＋１（ｋ＝１～ｉ）とを結ぶ直線と、点ＣＰ_ｋと点ＣＰ_ｋ＋１（ｋ＝１～ｉ）とを結ぶ直線との間の角度θ_ｋＬ（ｋ＝１～ｉ）を算出する。同様に、判定部１５６は、右側地図道路区画線ＲＭＬについて、点ＲＰ_ｋと点ＲＰ_ｋ＋１（ｋ＝１～ｉ）とを結ぶ直線と、点ＣＰ_ｋと点ＣＰ_ｋ＋１（ｋ＝２～ｉ）とを結ぶ直線との間の角度θ_ｋＲ（ｋ＝１～ｉ）を算出する。すなわち、角度θ_ｋＬ（ｋ＝１～ｉ）は、左側地図道路区画線ＬＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとの間の点群に基づく角度乖離度を表し、角度θ_ｋＲ（ｋ＝１～ｉ）は、右側地図道路区画線ＲＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとの間の点群に基づく角度乖離度を表す。なお、本実施形態では、一例として、２つの点ごとに直線を導出し角度を算出しているが、例えば、点群のうちの３つ以上の点ごとに直線をフィッティングによって導出し、角度を算出してもよい。

判定部１５６は、次に、左側地図道路区画線ＬＭＬについて算出した角度θ_ｋＬ（ｋ＝１～ｉ）の平均値θ_ａｖＬと、右側地図道路区画線ＲＭＬについて算出した角度θ_ｋＲ（ｋ＝１～ｉ）の平均値θ_ａｖＲをそれぞれ算出する。判定部１５６は、算出した平均値θ_ａｖＬと平均値θ_ａｖＲとの角度合計値Δθを算出する。角度合計値Δθは、「地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度に基づく判定角度」の一例である。すなわち、角度合計値Δθは、左右の地図道路区画線ＬＭＬおよびＲＭＬと、地図道路中心線ＭＣＬとの間の乖離度を表す指標値である。角度合計値Δθは、点群ＬＰに基づいて算出された平均値θ_ａｖＬと、点群ＲＰに基づいて算出された平均値θ_ａｖＲとの合計として定義されるため、外れ値の影響を除外して、地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度乖離度を正確に表すことができる。

判定部１５６は、さらに、左側地図道路区画線ＬＭＬについて算出した角度θ_ｋＬ（ｋ＝１～ｉ）のうちの角度ピーク値（最大値）θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}を抽出するとともに、右側地図道路区画線ＲＭＬについて算出した角度θ_ｋＲ（ｋ＝１～ｉ）のうちの角度ピーク値θ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}を抽出しておく。角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}も、「地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度に基づく判定角度」の一例である。本実施形態において、角度合計値Δθおよび角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}を「地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度に基づく判定角度」として定義しているが、より一般的に、判定角度は、地図道路区画線と地図道路中心線に所定処理を施すことによって得られた角度乖離度を表す指標値であれば良い。

判定部１５６は、次に、左側地図道路区画線ＬＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとの間の左側距離ΔＹＬと、右側地図道路区画線ＲＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとの間の右側距離ΔＹＲを算出する。より具体的には、例えば、判定部１５６は、左側地図道路区画線ＬＭＬを構成する点群ＬＰ_ｋ（ｋ＝１～ｉ）に基づいて、ΔＹＬ＝ｍｉｎ（ｄｉｓ｜ＬＰ_ｋ－ＣＰ_ｋ｜）（ｋ＝１～ｉ、ｄｉｓはＬＰ_ｋとＣＰ_ｋとの間の距離を表す）と算出する。また、例えば、判定部１５６は、右側地図道路区画線ＲＭＬを構成する点群ＲＰ_ｋ（ｋ＝１～ｉ）に基づいて、ΔＹＲ＝ｍｉｎ（ｄｉｓ｜ＲＰ_ｋ－ＣＰ_ｋ｜）（ｋ＝１～ｉ、ｄｉｓはＲＰ_ｋとＣＰ_ｋとの間の距離を表す）と算出する。左側距離ΔＹＬ又は右側距離ΔＹＲは、「地図道路区画線と地図道路中心線との間の判定距離」の一例である。より一般的に、判定角度は、地図道路区画線と地図道路中心線に所定処理を施すことによって得られた距離乖離度を表す指標値であれば良い。

［第１判定］
判定部１５６は、角度合計値Δθと、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}と、左側距離ΔＹＬ及び右側距離ΔＹＲとを算出すると、以下の判定処理を行う。まず、判定部１５６は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上であるか否かを判定する（第１判定）。すなわち、第１判定は、地図道路区画線ＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとの間の角度乖離度が大きいか否かを判定するための処理である。第１角度閾値ＴｈＡ＿１は、「第１閾値」の一例である。

［第２判定］
判定部１５６は、さらに、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上であり、かつ左側距離ΔＹＬが距離閾値ＴｈＤ以上であるか否かを判定するとともに（第２－１判定）、θ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上であり、かつ右側距離ΔＹＲが距離閾値ＴｈＤ以上であるか否かを判定する（第２－２判定）。すなわち、第２－１判定は、左側地図道路区画線ＬＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとが乖離しているか否かを判定するための処理であり、第２－２判定は、右側地図道路区画線ＲＭＬと地図道路中心線ＣＭＬとが乖離しているか否かを判定するための処理である。次に、判定部１５６は、第２－１判定と第２－２判定とのうちの少なくとも一方が肯定的な結果であるか否かを判定する（第２判定）。すなわち、第２判定は、左側地図道路区画線ＬＭＬと右側地図道路区画線ＲＭＬとのうちの少なくとも一方と地図道路中心線ＣＭＬとが乖離しているか否かを判定するための処理である。第２角度閾値ＴｈＡ＿１は「第１閾値」の一例であり、距離閾値ＴｈＤは「第２閾値」の一例である。

なお、第２判定のうち、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}に関する判定は省略されてもよい。その場合、第２判定は、左側距離ΔＹＬが距離閾値ＴｈＤ以上であるか、又は右側距離ΔＹＲが距離閾値ＴｈＤ以上であるか否かを判定することとなる。

［第３判定］
判定部１５６は、さらに、第２地図情報６２に基づいて、自車両Ｍの走行車線にある前方領域のうち、所定範囲（上述した通り、例えば、自車両Ｍの現時点における速度を基準にして数秒先の地点から、数十メートル先の地点までの範囲）に、所定領域が存在しないか否かを判定する。ここで、所定領域は、例えば、車線増加区間、車線減少区間、または走路曲率が所定値以上の区間として定義される。自車両Ｍの前方に所定領域が存在する場合、近い将来、車線変更の実施やＬＫＡＳの停止などが考えられるため、後述する運転モードの変更が適切ではない場合がある。第３判定は、自車両Ｍの前方領域が所定領域に該当せず、したがって後述する運転モードの変更が許容されることを確認するための処理である。

［複合判定］
判定部１５６は、次に、第１判定と、第２判定と、第３判定の全てが肯定的な結果であるか否かを判定する。判定部１５６によって第１判定と、第２判定と、第３判定の全てが肯定的な結果であると判定された場合、これは地図道路中心線ＣＭＬに歪みが生じており、第２地図情報６２に基づくモードＢの運転モード（すなわち、第２地図情報６２に含まれる地図道路中心線ＣＭＬを参照線とするモードＢの運転モード）を変更する必要があることを意味する。そのため、以下で説明する通り、モード決定部１５０は、判定部１５６による判定結果に応じて、第２地図情報６２に基づくモードＢの運転モードを変更する。このように、第１判定と、第２判定と、第３判定は、第２地図情報６２のみを参照して実行されるものであるため、地図道路中心線ＣＭＬの歪みを他の情報に依存することなく簡易的に検知することができる。

［運転モードの変更］
モード決定部１５０は、判定部１５６によって第１判定と、第２判定と、第３判定の全てが肯定的な結果であると判定された場合、角度合計値Δθと、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}とθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}の少なくとも一方と、複数の閾値との大小関係に基づいて、変更先の運転モードを決定する。「角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}とθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}の少なくとも一方」とは、上述した第２－１判定と第２－２判定のうち、肯定的な結果が得られた方の角度ピーク値を意味する。以下では、説明の簡潔性のため、第２－１判定（すなわち、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}）についてのみ肯定的な結果が得られたものと仮定するが、第２－１判定と第２－２判定の双方について肯定的な結果が得られた場合、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}とθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}の双方について、以下の判定処理が実行される。

モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上かつ第３角度閾値ＴｈＡ＿３未満であり、かつ角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上かつ第４角度閾値ＴｈＡ＿４未満であるか否かを判定する。モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上かつ第３角度閾値ＴｈＡ＿３未満であり、かつ角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上かつ第４角度閾値ＴｈＡ＿４未満であると判定された場合、次に、地図道路区画線ＭＬとカメラ道路区画線ＣＬとの少なくとも一部が一致するか否かを判定する。

地図道路区画線ＭＬとカメラ道路区画線ＣＬとの少なくとも一部が一致するか否かを判定するために、例えば、モード決定部１５０は、まず、左側のカメラ道路区画線ＣＬおよび地図道路区画線ＭＬと、右側のカメラ道路区画線ＣＬおよび地図道路区画線ＭＬのそれぞれについて、カメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとの間の距離が閾値以内であるか否かを判定する。判定部１５６は、例えば、カメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとの間の距離が左側と右側の少なくとも一方について閾値より小さい場合に、カメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとの少なくとも一部が一致していると判定する。また、例えば、モード決定部１５０は、左側のカメラ道路区画線ＣＬおよび地図道路区画線ＭＬと、右側のカメラ道路区画線ＣＬおよび地図道路区画線ＭＬのそれぞれについて、カメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとがなす角度が閾値以内であるか否かを判定し、カメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとがなす角度が左側と右側の少なくとも一方について閾値より小さい場合に、カメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとの少なくとも一部が一致していると判定してもよい。また、例えば、カメラ道路区画線ＣＬがロスト（すなわち、消失）した場合、モード決定部１５０は、ロストしたカメラ道路区画線ＣＬと地図道路区画線ＭＬとは一致しないものと扱って判定してもよい。

図６は、モード決定部１５０によって実行されるモード変更処理の一例を示す図である。図６において、符号ＬＣＬは左側カメラ道路区画線を示し、符号ＲＣＬは右側カメラ道路区画線を示し、符号ＣＣＬはカメラ道路中心線を示す。地図道路区画線ＭＬとカメラ道路区画線ＣＬとの少なくとも一部が一致すると判定された場合、モード決定部１５０は、第２地図情報６２に基づくモードＢの運転モードを、カメラ画像情報に基づくモードＢの運転モード（すなわち、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢの運転モード）に変更する。一方、地図道路区画線ＭＬとカメラ道路区画線ＣＬとの少なくとも一部が一致しないと判定された場合、モード決定部１５０は、第２地図情報６２に基づくモードＢの運転モードを、カメラ画像情報に基づくモードＣの運転モード（すなわち、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モード）に変更する。

図６に示す通り、運転モードが、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードに変更されると、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍがカメラ道路中心線ＣＣＬに沿って走行するような目標軌道を生成し、第２制御部１６０は、生成した目標軌道に沿って車両Ｍを走行させる。すなわち、歪みが存在すると判定された地図道路中心線ＭＣＬに代えて、カメラ道路中心線ＣＣＬに沿って自車両Ｍを走行させることにより、走行車線の中心線に基づいた運転制御を好適に実行することができる。

モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードに変更すると、当該モードＢ又はモードＣの運転モードを少なくとも第１所定期間、継続させる。これは、地図道路中心線ＭＣＬの歪みが解消された場合に即時、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードに復帰させると、運転モードにハンチングが発生し、自車両Ｍの乗員に不快感を与える可能性があるからである。

そのため、モード決定部１５０は、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードを第１所定期間継続させた後に、判定部１５６は、上述した、地図道路中心線ＣＭＬの角度乖離に関する第１判定と、カメラ道路中心線ＣＣＬの距離乖離に関する第２判定とを再度実行する。モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１未満であり、かつ左側距離ΔＹＬが距離閾値ＴｈＤ未満であり、かつ右側距離ΔＹＲが距離閾値ＴｈＤ未満であると判定された場合、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードを、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードに復帰させる。

また、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードに変更してから、第１所定期間よりも長い第２所定期間が経過した場合、上述した第１判定と第２判定とを再度実行する。モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上であるか、又は左側距離ΔＹＬが距離閾値ＴｈＤ以上であるか、又は右側距離ΔＹＲが距離閾値ＴｈＤ以上であると判定された場合、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードを、モードＤ又はモードＥ（手動運転）の運転モードに変更する。すなわち、地図道路中心線ＭＣＬに歪みがあると推定される期間が長く継続する場合、運転モードを、よりタスクが重度な運転モードに変更することによって、より状況に適した運転制御を実行することができる。

一方、モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第３角度閾値ＴｈＡ＿３以上であり、かつ角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}が第４角度閾値ＴｈＡ＿４以上であると判定された場合、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モードに変更する。すなわち、この場合、カメラ道路中心線ＣＣＬの歪みはより大きいものと想定されるため、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢの運転モードに変更することなく、そのままカメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モードにまで変更する（落とす）。

この場合も同様に、モード決定部１５０は、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モードを第１所定期間、継続させた後に、判定部１５６は、上述した、地図道路中心線ＣＭＬの角度乖離に関する第１判定と、カメラ道路中心線ＣＣＬの距離乖離に関する第２判定とを再度実行する。モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１未満であり、かつ左側距離ΔＹＬが距離閾値ＴｈＤ未満であり、かつ右側距離ΔＹＲが距離閾値ＴｈＤ未満であると判定された場合、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モードを、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードに復帰させる。

また、同様に、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モードに変更してから、第２所定期間が経過した場合、上述した第１判定と第２判定とを再度実行する。モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上であるか、又は左側距離ΔＹＬが距離閾値ＴｈＤ以上であるか、又は右側距離ΔＹＲが距離閾値ＴｈＤ以上であると判定された場合、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＣの運転モードを、モードＤ又はモードＥの運転モードに変更する。

なお、上記の説明において、判定を行うために用いられる第１所定期間および第２所定期間は、それぞれ自車両Ｍの継続的な走行距離であっても良い。例えば、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードに変更すると、当該モードＢ又はモードＣの運転モードを少なくとも自車両Ｍが継続的に第１所定距離、走行するまで継続させ、その後、上述した復帰のための再判定処理を実行しても良い。また、例えば、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードに変更してから、第１所定距離よりも長い第２所定距離、自車両Ｍを走行させ、その後、運転モードをモードＤ又はモードＥに落とすか否かを判定するための処理を実行しても良い。

さらに、上記の説明において、判定部１５６は、第２地図情報６２から所定範囲における点群を取得し、取得した点群に基づいて角度合計値Δθや角度ピーク値を算出している。このとき、判定部１５６は、取得した点群の個数をカウントし、カウントした個数が所定数以上の場合にのみ、角度合計値Δθや角度ピーク値を算出して判定処理を行っても良い。カウントした個数が所定数未満の場合には、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬを参照線とするモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢ又はモードＣの運転モードに変更してもよいし、モードＤ又はモードＥに落としても良い。

次に、図７および図８を参照して、実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れについて説明する。図７は、実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、地図道路中心線ＣＣＬを参照線とするモードＢの運転モードにて自車両Ｍが走行中、繰り返し実行されるものである。

まず、判定部１５６は、第２地図情報６２から、自車両Ｍの走行車線にある前方領域のうち、所定範囲における道路区画線および道路中心線を表す点群を取得する（ステップＳ１００）。次に、判定部１５６は、取得した点群に基づいて、地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度合計値Δθ、角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}、横距離ΔＹＬ及びΔＹＲを算出する（ステップＳ１０２）。

次に、判定部１５６は、算出した角度合計値Δθに基づいて第１判定を実行し、算出した角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}並びに横距離ΔＹＬ及びΔＹＲに基づいて第２判定を実行し、第２地図情報６２に基づいて第３判定を実行する（ステップＳ１０４）。次に、判定部１５６は、第１判定と、第２判定と、第３判定の全てについて肯定的な結果が得られたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。第１判定と、第２判定と、第３判定の全てについて肯定的な結果が得られなかった場合、判定部１５６は、処理をステップＳ１００に戻す。

第１判定と、第２判定と、第３判定の全てについて肯定的な結果が得られた場合、モード決定部１５０は、算出した角度合計値が第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上第３角度閾値ＴｈＡ＿３未満であり、かつ算出した角度ピーク値が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上第４角度閾値ＴｈＡ＿４未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。算出した角度合計値が第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上第３角度閾値ＴｈＡ＿３未満であり、かつ算出した角度ピーク値が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上第４角度閾値ＴｈＡ＿４未満であると判定された場合、次に、モード決定部１５０は、カメラ道路区画線と地図道路区画線との少なくとも一部が一致するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

カメラ道路区画線と地図道路区画線との少なくとも一部が一致すると判定された場合、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬに基づくモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬに基づくモードＢの運転モードに変更する（ステップＳ１１２）。一方、ステップＳ１０８において算出した角度合計値が第１角度閾値ＴｈＡ＿１以上第３角度閾値ＴｈＡ＿３未満であり、かつ算出した角度ピーク値が第２角度閾値ＴｈＡ＿２以上第４角度閾値ＴｈＡ＿４未満ではないと判定されるか、又はステップＳ１１０においてカメラ道路区画線と地図道路区画線とが一致しないと判定された場合、モード決定部１５０は、地図道路中心線ＭＣＬに基づくモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬに基づくモードＣの運転モードに変更する（ステップＳ１１４）。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

なお、上記のフローチャートの処理において、ステップＳ１１０は省略されてもよく、その場合、ステップＳ１０８において肯定的な結果が得られた場合、ステップＳ１１２の処理が実行されることとなる。

さらに、上記の説明において、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において否定的に判定された場合、モード決定部１５０は、ステップＳ１１４において、地図道路中心線ＭＣＬに基づくモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬに基づくモードＣの運転モードに変更している。しかし、本発明はそのような構成に限定されず、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において否定的に判定された場合であっても、モード決定部１５０は、自車両Ｍの進行方向に関して所定距離以内に先行車両が存在する際には、当該先行車両の走行軌跡を参照線として、モードＢの運転モードを継続させても良い。また、例えば、モード決定部１５０は、当該先行車両の走行軌跡と、カメラ道路中心線ＣＣＬとの間の中心線をさらに算出し、算出された中心線を参照線として、モードＢの運転モードを継続させても良い。

図８は、実施形態に係る車両制御装置によって実行される処理の流れの別の例を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートの処理は、図７に示すステップＳ１１２又はステップＳ１１４の処理が実行された後に、実行されるものである。

まず、モード決定部１５０は、カメラ道路中心線ＣＣＬに基づくモードＢ又はモードＣの運転モードを第１所定期間、継続する（ステップＳ２００）。次に、判定部１５６は、ステップＳ１００と同様に、第２地図情報６２から、自車両Ｍの走行車線にある前方領域のうち、所定範囲における道路区画線および道路中心線を表す点群を取得する（ステップＳ２０２）。次に、判定部１５６は、取得した点群に基づいて、地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度合計値Δθ並びに角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}を算出する（ステップＳ２０４）。

次に、モード決定部１５０は、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１未満であり、かつ角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１未満であり、かつ角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２未満であると判定された場合、モード決定部１５０は、カメラ道路中心線ＣＣＬに基づくモードＢ又はモードＣの運転モードを、地図道路中心線ＭＣＬに基づくモードＢの運転モードに復帰させる（ステップＳ２０８）。

一方、角度合計値Δθが第１角度閾値ＴｈＡ＿１未満であり、かつ角度ピーク値θ_{Ｌ＿ｐｅａｋ}およびθ_{Ｒ＿ｐｅａｋ}が第２角度閾値ＴｈＡ＿２未満ではないと判定された場合、モード決定部１５０は、次に、運転モードをカメラ道路中心線に基づくモードＢ又はモードＣに変更してから第２所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。第２所定期間が経過していないと判定された場合、モード決定部１５０は、処理をステップＳ２０２に戻す。一方、第２所定期間が経過したと判定された場合、モード決定部１５０は、運転モードをモードＥ、すなわち、手動運転に変更する（ステップＳ３１０）。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

以上の通り説明した本実施形態によれば、自車両Ｍが地図道路中心線ＭＣＬに基づくモードＢの運転モードで走行中に、第１判定、第２判定、第３判定を組み合わせた複合判定によって地図道路中心線ＭＣＬの歪みが検知された場合、地図道路中心線ＭＣＬに基づくモードＢの運転モードを、カメラ道路中心線ＣＣＬに基づくモードＢ又はモードＣの運転モードに変更する。これにより、走行車線の中心線に基づいた運転制御を好適に実行することができる。

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。
コンピュータによって読み込み可能な命令（computer-readable instructions）を格納する記憶媒体（storage medium）と、
前記記憶媒体に接続されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータによって読み込み可能な命令を実行することにより（the processor executing the computer-readable instructions to:）
車両の周辺状況を認識し、
前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御し、
前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定し、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部が制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更し、
前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定し、
前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更する、
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。

１０ カメラ
１２ レーダ装置
１４ ＬＩＤＡＲ
１６ 物体認識装置
７０ ドライバモニタカメラ
８２ ステアリングホイール
８４ ステアリング把持センサ
１００ 自動運転制御装置
１３０ 認識部
１４０ 行動計画生成部
１５０ モード決定部
１５２ 運転者状態判定部
１５４ モード変更処理部
１５６ 判定部

Claims (14)

1. 車両の周辺状況を認識する認識部と、
   前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御する運転制御部と、
   前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定し、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部は前記運転制御部により制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更するモード決定部と、
   前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の角度に基づく判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の距離に基づく判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定する判定部と、を備え、
   前記モード決定部は、前記判定部によって、前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更する、
   車両制御装置。
2. 前記判定部は、前記判定角度を、左側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度の平均値と、右側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度の平均値との合計値として定義する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記判定部は、前記判定角度を、左側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度のピーク値と、右側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の角度のピーク値とのうちの少なくとも一方として定義する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記モード決定部は、前記判定角度が、前記第１閾値以上かつ前記第１閾値より大きい第３閾値以下であるか否かを判定し、前記判定角度が、前記第１閾値以上かつ前記第３閾値以下であると判定された場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第２の運転モードを継続する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記モード決定部は、前記判定角度が、前記第１閾値以上かつ前記第３閾値以下であると判定された場合、前記地図道路区画線と前記カメラ道路区画線の少なくとも一部が一致するか否かを判定し、前記地図道路区画線と前記カメラ道路区画線の少なくとも一部が一致すると判定された場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第２の運転モードを継続する、
   請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記モード決定部は、前記地図道路区画線と前記カメラ道路区画線の少なくとも一部が一致しないと判定された場合であっても、前記車両の前方に先行車両が存在する場合、前記先行車両の走行軌跡に少なくとも基づく前記第２の運転モードを継続する、
   請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記判定部は、前記判定距離を、左側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の距離と、右側の前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の距離とのうちの少なくとも一方として定義する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
8. 前記判定部は、前記所定領域を、前記車両が走行する走行車線における、車線増加区間、車線減少区間、または走路曲率が所定値以上の区間として定義する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
9. 前記判定部は、前記地図情報に含まれる地図道路区画線および地図道路中心線を構成する点群に含まれる点の個数が所定数以上の場合、前記点群に基づいて、前記判定角度および前記判定距離を算出する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
10. 前記モード決定部は、前記第２の運転モードを、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更した場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを少なくとも第１所定期間継続させる、
    請求項１に記載の車両制御装置。
11. 前記モード決定部は、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを前記第１所定期間継続させた後に、前記判定角度が前記第１閾値未満であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値未満であると判定された場合、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを前記地図道路区画線に基づく前記第２の運転モードに復帰させる、
    請求項１に記載の車両制御装置。
12. 前記モード決定部は、前記カメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードを第２所定期間継続させた後に、前記判定角度が前記第１閾値以上であるか、又は前記判定距離が前記第２閾値以上であると判定された場合、前記第１の運転モードを、前記車両の乗員による前記車両の手動運転に遷移させる、
    請求項１に記載の車両制御装置。
13. コンピュータが、
    車両の周辺状況を認識し、
    前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御し、
    前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定し、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部が制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更し、
    前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定し、
    前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更する、
    車両制御方法。
14. コンピュータに、
    車両の周辺状況を認識させ、
    前記周辺状況と地図情報に基づいて、前記車両の運転者の操作に依らずに前記車両の操舵および加減速を制御させ、
    前記車両の運転モードを、第１の運転モードと、第２の運転モードとを含む複数の運転モードのいずれかに決定させ、前記第２の運転モードは前記運転者に課されるタスクが前記第１の運転モードに比して軽度な運転モードであり、少なくとも前記第２の運転モードを含む前記複数の運転モードの一部が制御されるものであり、前記決定した運転モードに係るタスクが運転者により実行されない場合に、よりタスクが重度な運転モードに前記車両の運転モードを変更させ、
    前記地図情報に含まれる地図道路区画線と地図道路中心線との間の判定角度が第１閾値以上であるか否かと、前記地図道路区画線と前記地図道路中心線との間の判定距離が第２閾値以上であるか否かと、前記車両の前方領域が所定領域に該当しないか否かを判定させ、
    前記判定角度が前記第１閾値以上であり、かつ前記判定距離が前記第２閾値以上であり、かつ前記前方領域が前記所定領域に該当しないと判定された場合、前記第２の運転モードを、前記周辺状況に含まれるカメラ道路区画線に基づく前記第１の運転モードに変更させる、
    プログラム。

Images