JP7548847B2 - 運転支援装置 - Google Patents
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Description
まず、本開示の一実施形態に係る運転支援装置を備えた車両の全体構成の一例を説明する。
図1に示した車両1は、車両の駆動トルクを生成する駆動力源9から出力される駆動トルクを左前輪3LF、右前輪3RF、左後輪3LR及び右後輪3RR(以下、特に区別を要しない場合には「車輪3」と総称する)に伝達する四輪駆動車として構成されている。駆動力源9は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であってもよく、駆動用モータであってもよく、内燃機関及び駆動用モータをともに備えていてもよい。
続いて、本実施形態に係る運転支援装置50を具体的に説明する。
図2は、本実施形態に係る運転支援装置50の構成例を示すブロック図である。
運転支援装置50には、直接的に又はCAN(Controller Area Network)やLIN(Local Inter Net)等の通信手段を介して、周囲環境センサ31、車内撮影カメラ33、車両状態センサ35及びGPSセンサ37が接続されている。また、運転支援装置50には、車両制御部41及びHMI43が接続されている。なお、運転支援装置50は、車両1に搭載された電子制御装置に限られるものではなく、スマートホンやウェアラブル機器等の端末装置であってもよい。
本実施形態に係る運転支援装置50の制御部51は、車両1の手動運転中におけるドライバの運転特性を学習することによって当該ドライバの運転特性を車両1の自動運転制御に反映させる処理を実行可能に構成されている。また、制御部51は、学習した運転特性を反映させた車両1の自動運転制御を実行している間に、ドライバが認識していないと推定される周囲環境の情報をドライバへ通知する処理を実行可能に構成されている。
周囲環境検出部61は、車両1の周囲環境の情報を検出する。車両1の周囲環境の情報は、例えば車両1の走行経路上及び走行経路脇の障害物や資格を生じさせる遮蔽物等の情報、並びに、天候や明るさ等の気象環境情報を含む。具体的に、周囲環境検出部61は、周囲環境センサ31から送信される検出データに基づいて走行経路上及び走行経路脇の障害物等を検出する。また、周囲環境検出部61は、車両1から見た障害物等の位置、車両1から障害物等までの距離、及び車両1に対する障害物等の相対速度を算出する。検出される障害物又は遮蔽物は、他車両や歩行者、自転車、建造物、電柱、交通標識、交通信号機、自然物、その他の車両の周囲に存在するあらゆる検出対象を含む。また、道路上の白線を検出するなどの車線認識機能を備えていてもよい。周囲環境検出部61は、GPSセンサ37を介して取得される車両1の地図データ上の位置の情報及び進行方向前方の道路情報を用いて障害物等を検出してもよい。
ドライバ検出部63は、車両1のドライバの情報を検出する。具体的に、ドライバ検出部63は、車内撮影カメラ33から送信される検出データに基づいて、運転席に座るドライバの顔認識処理を実行し、ドライバの識別を行う。ドライバの識別は、例えば運転支援装置50の起動時等、車内撮影カメラ33によって運転席に座る乗員が検出されたときに実行されてもよい。また、ドライバ検出部63は、車内撮影カメラ33から送信される検出データに基づいて、ドライバの視線の向きを検出する。ドライバ検出部63は、検出したドライバの視線の向きを、時系列のデータとして記憶部53に記憶する。ドライバの情報は、周囲環境の情報とともに運転環境情報を構成する。なお、ドライバの識別は、乗員によるタッチパネル等への操作入力により行われてもよい。
走行状態検出部65は、車両状態センサ35から送信される検出データに基づいて車両1の操作状態及び挙動の情報を検出する。走行状態検出部65は、ステアリングホイールあるいは操舵輪の操舵角、アクセル開度、ブレーキ操作量又はエンジン回転数等の車両1の操作状態、及び、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレート等の車両の挙動の情報を取得し、これらの情報を、時系列のデータとして記憶部53に記憶する。
判定部67は、手動運転中に取得された運転環境情報に基づいて、ドライバの運転操作が学習に適した運転操作であるか否かを判定する。例えば判定部67は、車両1の挙動が安定しているか否か、車両1の走行状態が交通法規を遵守しているか否か、天候や明るさ等の気象条件が良好であるか否か、あるいはドライバの挙動が自然であるか否かのいずれか一つ又は複数を判定することによって、学習に適した運転操作であるか否かを判定してもよい。
学習部69は、学習に適した運転操作であると判定された運転環境情報である学習対象データセットを学習用データとして、ドライバの運転特性を学習する運転特性学習処理を実行する。例えば学習部69は、学習対象データセットのうちのドライバの運転操作の情報を、当該運転操作が行われたときの車両1の挙動の情報及び周囲環境の情報と関連付けて運転特性データベース55に記憶する。学習部69は、公知の機械学習モデルを用いて、学習対象データセットを学習用データとして運転特性学習モデルを構築してもよい。機械学習モデルは、例えばランダムフォレストであってもよく、サポートベクタマシン、近傍法、ディープラーニング等のニューラルネットワーク又はベイジアンネットワーク等を用いた計算モデルであってよい。運転特性の学習データは、車両1の自動運転制御中に検出された車両1の周囲環境のデータを入力データとして、車両1の運転条件を設定するために用いられる。
推定部71は、車両1の自動運転制御において、現在の運転環境下において、学習に適していない運転操作をドライバが実行すると推定される場合に、学習に適していない運転操作をドライバが実行すると推定される条件を特定し、ドライバが認識していない周囲環境の対象物(以下、「非認識対象物」ともいう)を推定する。具体的に、推定部71は、車両1の自動運転制御中に取得される車両1の周囲環境の情報及びドライバの情報を運転操作推定モデルへ入力し、得られた推定結果に基づいて、現在の運転環境下において、学習に適していない運転操作をドライバが実行するか否かを判定する。つまり、推定部71は、車両1の自動運転制御において、現在の運転環境が、仮に車両1が手動運転中であった場合に学習に適していない運転操作をドライバが実行する運転環境に相当するか否かを判定する。
運転条件設定部73は、車両1の自動運転制御において、基本的に、車両1の進行方向前方に存在する障害物との衝突を回避するように車両1の運転条件を設定する。例えば運転条件設定部73は、車両1の自動運転制御において、自車両と障害物との衝突を回避可能な走行軌道を設定するとともに、当該走行軌道に沿って車両1を走行させるための目標操舵角を設定する。例えば運転条件設定部73は、車両1が歩行者や周囲車両、その他障害物に衝突する可能性を示す指標であるリスクポテンシャルを用いて車両1の走行軌道を設定してもよい。この場合、障害物との距離が近いほど衝突リスクが高くなるようにリスクポテンシャルが設定され、運転条件設定部73は、衝突リスクがより小さくなる軌道上を車両1が走行するように走行軌道を設定する。また、車速が小さいほど衝突リスクが小さくなるようにリスクポテンシャルが設定されている場合、運転条件設定部73は、走行軌道及び車速を設定することにより、衝突リスクを低下させてもよい。
通知制御部75は、HMI43の駆動を制御することにより車両1の乗員に対して通知を行う。本実施形態では、通知制御部75は、推定部71により非認識対象物の存在が推定された場合に、当該推定された非認識対象物の情報をドライバへ通知する。通知制御部75は、警告音や音声を出力したり、画像表示やテキスト表示を行うことによって、非認識対象物の情報を通知する。具体的な通知方法は特に限定されるものではなく、一定の警告音や音声を出力したり、画像表示やテキスト表示を行ったりしてもよく、あるいは、非認識対象物の位置を通知してもよい。また、通知制御部75は、非認識対象物の情報と併せて、推定された非認識対象物の存在に起因して設定された運転条件の情報をドライバへ通知してもよい。
続いて、本実施形態に係る運転支援装置の動作例をフローチャートに沿って具体的に説明する。以下、手動運転時に実行される学習フェーズの処理と、自動運転時に実行される実行フェーズの処理とに分けて、運転支援装置の動作の例を説明する。
図3は、学習フェーズにおいて実行される処理の一例を示すフローチャートである。
まず、運転支援装置50を含む車載システムが起動されると(ステップS11)、制御部51の運転条件設定部73は、車両1が手動運転中であるか否かを判定する(ステップS13)。例えば運転条件設定部73は、運転モードの切替スイッチが手動運転モードに設定されているか否かを判定する。例えば運転モードは、車両1の乗員による操作入力に基づいて切り替えられるように構成される。車両1が手動運転中でない場合(S13/No)、制御部51は、実行フェーズの処理へ移行する。
図4は、実行フェーズにおいて実行される処理の一例を示すフローチャートである。
まず、運転支援装置50を含む車載システムが起動されると(ステップS41)、ステップS13の処理と同様に、運転条件設定部73は、車両1が自動運転制御中であるか否かを判定する(ステップS43)。車両1が自動運転制御中でない場合(S43/No)、制御部51は、学習フェースの処理へ移行する。
ここまで本実施形態に係る運転支援装置50について説明した。以下、本実施形態に係る運転支援装置50を適用した走行シーンの例の幾つかを説明する。
図5~図6は、第1の適用事例を説明するための図であり、それぞれ車両1が見通しの悪いT字路を直進通過する走行シーンを示す説明図である。図5は、昼間及び夜間の手動運転中の運転環境を示し、図6は、昼間及び夜間の自動運転制御中の運転環境を示している。
図7~図8は、第2の適用事例を説明するための図であり、それぞれ車両1が交差点を右折する際に、右折先に横断歩道を横断しようとする歩行者がいる走行シーンを示す説明図である。図7は、昼間及び夜間かつ降雨時の手動運転中の運転環境を示し、図8は、昼間及び夜間かつ降雨時の自動運転制御中の運転環境を示している。
以上のように、本実施形態に係る運転支援装置50は、手動運転時において学習に適した運転操作が行われたときに取得された学習対象データセットを学習データとして、ドライバの運転特性を学習する。このため、車両1の挙動が安定し、前方の障害物や遮蔽物による死角の見落としのおそれが少ない等、ドライバによる適切な運転操作を学習した結果に基づいて車両1の自動運転制御時の運転条件を設定することができる。したがって、ドライバの手動運転時の運転特性を反映した自動運転制御を実行するにあたり、安全かつ安定した自動運転制御を実現することができる。
Claims (5)
- 車両の手動運転時におけるドライバの運転特性を学習することによって前記ドライバの運転特性を前記車両の自動運転制御に反映させる運転支援装置において、
自動運転制御中に取得される車両の走行状態の情報及び周囲環境の情報を含む運転環境情報を、
手動運転中に取得された前記運転特性の学習に適した運転操作であると判定されたときの前記運転環境情報である学習対象データセット及び前記学習に適していない運転操作であると判定されたときの前記運転環境情報である学習対象外データセットを学習用データとする学習により構築されて、前記学習に適していない運転操作を前記ドライバが実行するかを推定するための運転操作推定モデルへ入力して得られた推定結果を取得する、取得部と、
前記推定結果が、前記学習に適していない運転操作を前記ドライバが実行するとの推定結果である場合、
前記学習対象データセットと前記学習対象外データセットとを比較して抽出される、前記学習に適していない運転操作であると判定された運転環境の条件の蓄積情報に基づいて、
前記運転操作推定モデルにより前記学習に適していない運転操作を前記ドライバが実行すると推定された運転環境の条件を特定するとともに前記ドライバが認識していない非認識対象物を推定する、推定部と、
推定された前記非認識対象物に関連する情報を前記ドライバへ通知する、通知制御部と、
を備えた運転支援装置。 - 手動運転中に取得した前記運転環境情報に基づいて、学習に適した運転操作であるか否かを判定する判定部と、
前記学習対象データセットと前記学習対象外データセットとを比較して抽出される、前記学習に適していない運転操作であると判定された前記運転環境の条件の情報を蓄積するデータベースと、
前記学習対象データセット及び前記学習対象外データセットを学習用データとして学習を行い前記運転操作推定モデルを生成する学習部と、
をさらに含む、請求項1に記載の運転支援装置。 - 前記データベースは、ドライバごとに前記学習に適していない運転操作であると判定された前記運転環境の条件の情報を蓄積し、
前記学習部は、ドライバごとに前記運転操作推定モデルを生成する、請求項2に記載の運転支援装置。 - 前記学習部は、学習した前記運転操作推定モデルに基づいて、前記車両の周囲環境に含まれるそれぞれの対象物について、前記学習に適していないと判定された運転操作への影響度を求め、
前記通知制御部は、前記自動運転制御中に、前記推定された前記非認識対象物の情報のうちの前記影響度の大きい前記非認識対象物に関連する情報を前記ドライバへ通知する、請求項2又は3のいずれか1項に記載の運転支援装置。 - 前記通知制御部は、推定された前記非認識対象物に関連する情報と併せて、前記非認識対象物に起因して設定された運転条件の情報を通知する、請求項1~4のいずれか1項に記載の運転支援装置。
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