JPWO2017013749A1 - 運転計画装置、走行支援装置、運転計画方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の車載装置200は、車両コントローラ210、ナビゲーション装置220、対象物検出装置230、車線逸脱防止装置240、及び出力装置250を備える。車載装置200を構成する各装置は、相互に情報の授受を行うためにCAN(Controller Area Network)その他の車載LANによって接続されている。車載装置200は、車載LANを介して走行支援装置100と情報の授受を行うことができる。本実施形態の車両コントローラ210は、検出装置260、駆動装置270、操舵装置280と連携して動作する。
ナビゲーション装置220は、位置検出装置221を備える。本実施形態の位置検出装置221は、グローバル・ポジショニング・システム(Global Positioning System, GPS)を備え、走行中の車両の走行位置(緯度・経度)を検出する。
本実施形態の地図情報222は、いわゆる電子地図であり、緯度経度と地図情報が対応づけられた情報である。地図情報222は、各地点に対応づけられた道路情報223を有する。
後述する評価プロセッサ11は、対象物検出装置230により検出された対象物を、経路に対応づけて記憶する。つまり、評価プロセッサ11は、どの経路上に対象物が存在するかという情報を有する。
本実施形態の走行支援装置100は、シーン評価装置10と、運転計画装置20と、出力装置30とを備える。出力装置30は、先述した車載装置200の出力装置250と同様の機能を有する。ディスプレイ251、スピーカ252を、出力装置30の構成として用いる。シーン評価装置10と、運転計画装置20と、出力装置30とを有する。各装置は、有線又は無線の通信回線を介して互いに情報の授受が可能である。
シーン評価装置10は、シーン評価装置10の制御装置として機能する評価プロセッサ11を備える。評価プロセッサ11は、自車両の運転行動を決定する際に、経路を走行する自車両が遭遇するシーンを評価するために用いられる演算装置である。具体的に、評価プロセッサ11は、自車両が遭遇するシーンを評価する処理を実行させるプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行することで、シーン評価装置10として機能する動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)と、を備えるコンピュータである。評価プロセッサ11は、自車両が遭遇するシーンを評価する処理を実行させるプログラムが記憶された記憶媒体を備える。
(1)自車両が走行する第1経路と交点を有する第2経路を抽出する処理(経路抽出処理),
(2)第1経路と各第2経路との関係に基づいて、第1経路を走行する自車両が遭遇する複数の事象を抽出する処理(事象抽出処理),
(3)抽出された各事象と自車両との関係を用いて、シーンを評価する処理(評価処理).
まず、評価プロセッサ11の経路抽出処理について説明する。
具体的に、評価プロセッサ11は、自車両V1が走行する第1経路が、他の第2経路と交わるシーンに遭遇したかを判断する。
図2Bは、自車両V1が走行する予定の第1経路BV1Lを判断する。評価プロセッサ11は、ナビゲーション装置220が演算した目的地に至る経路情報から第1経路BV1Lを判断してもよいし、自車両V1の左折意思を示すウィンカー信号から判断してもよい。なお、ウィンカー信号は車両コントローラ210を介して取得する。
まず、本実施形態の評価プロセッサ11は、自車両の運転行動を決定する際に評価する対象となる「自車両が遭遇するシーン」の領域を特定する。評価プロセッサ11は、第1経路M1Lと交点を有するリンクが属する第2経路が存在する場合には、評価対象となるシーンに自車両V1が遭遇することを予測する。一例はあるが、評価プロセッサ11は、第1経路M1Lと第2経路の交点(例えば、図2Aの交差点中心R0)から所定距離以内の領域R1に、自車両V1の現在位置が属した場面を、評価対象となるシーンとして特定する。
評価プロセッサ11は、停止の交通規則を事象として認識する。評価プロセッサ11は、停止が定義されている位置を、自車両V1が事象と遭遇する位置として抽出する。抽出された事象の位置は、経路(リンクを含む)に対応づけられる。同様に、評価プロセッサ11は、進入禁止の交通規則を事象として認識する。評価プロセッサ11は、進入禁止が定義されている位置よりも上流側の位置(走行方向の上流側)を、自車両V1が事象と遭遇する位置として抽出する。抽出された事象の位置は、経路(リンクを含む)に対応づけられる。評価プロセッサ11は、交差点の中央部(図2Aの領域R2)などの停止や禁止が定義されている領域よりも上流側の位置(走行方向の上流側)を、自車両V1が事象と遭遇する位置として抽出する。抽出された事象の位置は、経路(リンクを含む)に対応づけられる。
出力装置30は、出力制御プロセッサ31を備える。出力制御プロセッサ31は、出力装置30としてのディスプレイ251を用いて、情報を表示する。出力制御プロセッサ31は、評価プロセッサにより抽出された事象を示す情報を、自車両が遭遇する順序に沿って並べて表示する。
出力制御プロセッサ31は、事象を示す情報を表示する処理を実行させるプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行することで、出力装置30として機能する動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)と、を備えるコンピュータである。出力制御プロセッサ31は、事象を示す情報を表示する処理を実行させるプログラムが記憶された記憶媒体を備える。
運転計画プロセッサ21は、自車両の走行/停止を含む運転行動を計画する処理を実行させるプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行することで、運転計画装置20として機能する動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)と、を備えるコンピュータである。運転計画プロセッサ21は、自車両の走行/停止を含む運転行動を計画する処理を実行させるプログラムが記憶された記憶媒体を備える。
図7Aに示すように、運転計画プロセッサ21は、自車両V1と他車両V2が交点QV12に到達するまでの予想時間を計算し、自車両V1が余裕をもってその事象(交点QV12)を通過できるか否か判断する。例えば、自車両V1の速度をVV1、自車両V1から交点QV12までの距離をL1、他車両V2の速度をVV2、他車両V2から交点QV12までの距離をL2とする。
そして、下記式(1)を満たす場合には、交点QV12にて自車両V1が他車両V2と接する可能性が高いと判断し、この交点QV12で遭遇する事象における運転行動は「停止」と判断する。
|L2 /VV2 − L1 / VV1 | < Tthreshold (1)
他方、下記式(2)を満たす場合には、交点QV12において、自車両V1が他車両V2と接するという事象に遭遇する可能性が低いと判断し、この事象における運転行動は「進行」と判断する。
|L2 / VV2 − L1 / VV1 | ≧ Tthreshold (2)
なお、Tthreshold は車両の相互通過に関する安全を考慮した余裕時間である。
そして、下記式(3)を満たす場合には、交点QV13にて、自車両V1が他車両V3と接するという事象に遭遇する可能性が高いと判断し、この事象における運転行動は「停止」と判断する。
|L3 /VV3 − L1 / VV1 | < Tthreshold (3)
他方、下記式(4)を満たす場合には、交点QV13にて、自車両V1が他車両V3と接するという事象に遭遇する可能性が低いと判断し、この事象における運転行動は「進行」と判断する。
|L3 / VV3 − L1 / VV1 | ≧ Tthreshold (4)
Tthreshold は車両の相互通過に関する安全を考慮した余裕時間である。
上記の停止地点の設定処理は、交差点の交通量、道路種別、道路幅に応じて選択できる。
本実施形態の運転計画プロセッサ21は、評価プロセッサ11によって抽出された事象のうち、一の事象について進行行動が決定され、その事象の次に遭遇する他の事象について停止行動又は判断不能が決定された場合において、一の事象における進行行動の速度を低下させる運転計画を立案する。
図9Bに示す例では、横断歩道CR1の信号が赤(横断禁止指示)であり、第1経路BV1Lが青信号(進行指示)であるので、第1経路BV1Lの優先度は、横断歩道CR1の優先度よりも高いと判断する。評価プロセッサ11は、第1経路BV1Lの優先度が横断歩道CR1の優先度よりも高いので、両者の交点QVC1を事象の候補から外してもよい。もちろん、事象として記憶しておき、後述する運転計画処理において進行と判断してもよい。
図9Bに示す例では、第1経路BV1Lが交差する横断歩道CR4の信号が青(横断指示)である。第1経路BV1Lも青信号(進行指示)であるが、横断歩道の歩行者を優先する旨の交通規則に従い、第1経路BV1Lの優先度は、横断歩道CR4の優先度よりも低いと判断する。評価プロセッサ11は、第1経路BV1Lの優先度が横断歩道CR1の優先度よりも低いので、両者の交点QVC4を事象として記憶する。
(1)第1経路BV1L上の信号機SG1は青信号(進行)を示し、横断歩道CR1の歩行者用信号機SGH1は赤信号(停止)を示す。運転計画プロセッサ21は、第1経路BV1Lの優先度は、横断歩道CR1の優先度よりも高いため、交点QV1Sにおける事象についての運転行動は「進行」であると判断する。
(2)第2経路BV2S上の信号機SG2は赤信号(停止)を示す。運転計画プロセッサ21は、第1経路BV1Lの優先度は、第2経路BV2Sの優先度よりも高いため、交点QV12における事象についての運転行動は「進行」であると判断する。
(3)第1経路BV1L上の信号機SG1は青信号(進行)を示し、第2経路BV3Rの信号機SG3は青信号(進行)を示す。運転計画プロセッサ21は、第2経路BV3Rに対する第1経路BV1Lの優先度を判断しない。運転計画プロセッサ21は、自車両V1と第2経路BV3Rを走行する他車両V3とが接触するまでの時間に基づいて、交点QV13における運転行動を判断する。は「進行」であると判断する。
(4)横断歩道CR4の歩行者用信号機SG4は青信号(横断可)を示し、横断歩道CR4の歩行者用信号機SGH4も青信号(横断可)を示す。交通規則情報224において横断歩道の優先度は、車両用道路に比べて高いと定義されている。運転計画プロセッサ21は、同じ青信号であるが、交通規則情報224に従い、交点QVC4(図9B参照)における事象についての運転行動は「停止」であると判断する。
抽出された事象に「停止」と判断された事象が一つ以上含まれている場合には、シーン全体の運転行動を「停止」と判断する。さらに、運転計画プロセッサ21は、具体的な停止位置を決定する。
第1経路に沿って目的地までの全ての事象について処理を行ったと判定されるまで、上記処理を繰り返す。
本例は、第1経路BV1が片側一車線の道路を走行する場面についての例である。
評価プロセッサ11は、第1経路BV1と交点を有する第2経路としての横断歩道CRを抽出する。さらに、評価プロセッサ11は、他車両V5を事象として検出し、第1経路BV1と対応づけて記憶する。先述した例では第1経路と第2経路とが角度を持って交わっていたが、本例では、第1経路と第2経路とが共通の経路となる。
このように、第1経路と第2経路とが交点を有する交通において、停止位置候補において遭遇する複数の事象と自車両V1との関係を考慮して運転計画を立案するので、他車両や歩行者などに影響を及ぼさない運転を実現できる。
図13Aに示す場面を例に説明する。図13Aに示す場面は、自車両V1が交差点を右折する場面である。評価プロセッサ11は、第1経路BV1、横断歩道CR1、及び横断歩道CR2が抽出される。
図13Bに示すように、交差点を表現する地図データベースには、ノードNDやリンクLKが複数存在する。ノードNDは丸印で示し、リンクLKは経路上に矢印で示す。リンクLKはその始点/終点となるノードNDにおいて全ての行先(連続先)を表現する。ノードは、1つのノードから複数のノードにリンクが分岐されているもの、複数のノードから1つのノードにリンク集約されているものを含む。ここでは、複数のノードから1つのノードにリンクが集約されたノードに着目することで、自車両の第1経路に流入、交錯する可能性のあるリンクを抽出できる。この結果として、自車両の第1経路に流入、交錯する可能性のある車線を抽出できる。
本例において、評価プロセッサ11は、第1経路BV1R上の停止線ST1と、第2経路BV3Sとの交点QV13と、横断歩道CR2の手前の停止位置QVJCの3ヵ所を事象とする。
図14Aに示す場面を例に説明する。図14Aに示す場面は、T字路において、自車両V1が交差点を右折する場面である。評価プロセッサ11は、第1経路BV1、横断歩道CR1、及び横断歩道CR2が抽出される。第1経路BV1は、第2経路BV2Sと交点を有する。第2経路BV2Sは、T字路において、第1経路BV1よりも優先して走行が認められている。
図15に示す場面を例に説明する。図15に示す場面は、自車両V1が交差点を右折する際に、右折後の道路が渋滞している場面である。運転計画プロセッサ21は、第1経路のいずれかの停止位置候補の位置に流入する他車両の速度が規定の速度以下である場合には、自車両V1の第1経路が渋滞していると判断する。本例では、このような渋滞の場面においても、他車両の停車位置を考慮した適切な停止位置を決定する。評価プロセッサ11は、第1経路BV1、横断歩道CR1、及び横断歩道CR2が抽出される。
このように、自車両V1が青信号で交差点を直進する際に、交差点の前方が渋滞している場面では、他車両V4の停車位置を考慮して停止位置候補の中から適切な停止位置を決定するので、他車両に影響を与えない停止位置に自車両V1を停止させることができる。
本実施形態では、各事象と自車両V1との相対距離に基づいて、自車両V1が遭遇する順番に各事象を並べた後に車線変更の可否判断を行う。これにより、自車両の第1経路に隣接する車両や前方を走行する車両をも考慮して他車両の追い越しにも対応することができる。
評価プロセッサ11は、直前に遭遇シーンとして設定された領域に自車両V1の現在位置が属していない場合には、遭遇シーンを通過したと判断する。評価プロセッサ11は、直前に遭遇シーンとして設定された領域に自車両V1の現在位置が属している場合には、遭遇シーンを通過していないと判断する。
図17に示すように、ステップS21において、運転計画プロセッサ21は、各事象の位置に応じて停止位置候補を設定する。ステップS22において、運転計画プロセッサ21は、複数の停止位置候補が近接し、所定距離以内である場合には、これらを統合する。ステップS23において、運転計画プロセッサ21は、停止位置候補の適否を判断する。具体的に、運転計画プロセッサ21は、停止位置候補の位置が、第2経路の領域内に存在するか、駐停車禁止領域に存在しないかを判断する。
ステップS31において、運転計画プロセッサ21は、停止位置候補が停止可能領域内であるか否かを判断する。停止位置候補が停止可能領域内でない場合には、停止することが好ましくないので、ステップS34に進み、停止位置候補を削除する。停止位置候補が駐停車禁止領域内にある場合にも、その停止位置候補を削除する。他方、停止位置候補が停止可能領域内である場合にはステップS32に進む。
他車両の車速が所定値未満である場合には、ステップS36に進む。
本実施形態のシーン評価装置10は、評価プロセッサ11を備える。車載装置200などの他の構成については、先述したとおりである。
本実施形態の評価プロセッサ11は、第1経路を走行する自車両V1の経時的な移動予測線を算出する。移動予測線は、時間軸の要素を含む。この移動予測線とは、移動する自車両V1の位置に関する情報であって、時間の経過に伴い変化する位置情報の集合である。自車両V1の位置変化は、現在地と、ナビゲーション装置220に入力された目的地情報に基づいて予測する。評価プロセッサ11は、移動予測線の算出をナビゲーション装置220に実行させ、結果を取得してもよい。移動予測線は連続的な線分であってもよいし離散的な線分であってもよい。
なる。
先に図21を用いて説明した態様と同様に、自車両がT字路の非優先経路から優先経路に左折して進入し、T字路の優先経路を右から左に他車両が走行する場面を例に説明する。
続くステップS201において、評価プロセッサ11は、図26Aに示すように、移動予測帯と第2経路とが重なる領域を判断する。移動予測帯は、有限の長さ(又は幅)を持った領域である。予測する範囲に応じて移動予測帯の長さは数百メートルに至る。図26Bに示すように移動予測帯をリンクで定義する場合には、リンクの有限の長さの領域となる。
図27Aに示す例を用いて、事象の統合処理について説明する。図27Aは、自車両V1が第1経路BVL1に沿って、交差点で左折する際に、対向車線から右折する他車両V3、および、第1経路BV1Lに交差する第2経路BV2Sを直進する他車両V2を考慮して事象を抽出する。
一般的な処理においては、上記5つの対象物についての有無を取得し、各対象物との位置関係を算出したうえで、進行/停止を判断する。各対象物の有無の判断を考えても、25個の判断処理を実行する必要がある。
これに対し、本実施形態では、第1経路と第2経路との交点における事象のみに絞り込んで進行/停止を判断する。図29に示す例において、走行支援装置100は、(1)停止線における進行/停止、(2)横断歩道における進行/停止、(3)第2経路との交点における進行/停止、(4)横断歩道における進行/停止、4通りの判断処理のみを実行すればよい。
このように、事象を絞り込み、時系列に並べた情報にすることにより、シンプルな判断となり、処理負荷を低減させることができる。
さらに、この図29の判断結果の表示例を図30に示す。図30に示すように、各事象における判断をシンプルに表現できる。自車両の進行に伴う時間軸に遭遇する事象が対応づけられているので、ユーザにとって把握しやすい。ユーザは、自車両の判断内容、つまり運転計画の内容を装置と共有できる。特に、走行支援処理が、一部又は全部の運転の制御を実行する場合には、車両側の運転計画をユーザに迅速に伝えることにより、自動運転(一部自動運転)の制御への信頼を高めることができる。
100…走行支援装置
10…シーン評価装置
11…評価プロセッサ
20…運転計画装置
21…運転計画プロセッサ
30…出力装置
31…出力制御プロセッサ
210…車両コントローラ
220…ナビゲーション装置
221…位置検出装置
222…地図情報
223…道路情報
224…交通規則情報
230…対象物検出装置
231…カメラ
232…レーダー装置
240…車線逸脱防止装置
241…カメラ
242…道路情報
250…出力装置
251…ディスプレイ
252…スピーカ
260…検出装置
261…舵角センサ
262…車速センサ
263…姿勢センサ
270…駆動装置
271…制動装置
280…操舵装置
Claims (10)
- 経路を走行する自車両の運転計画を立案する運転計画プロセッサを備え、
前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が第1経路を走行する際に経時的に遭遇する複数の事象に対してそれぞれ一つの行動を決定し、前記各事象に対して決定された各行動の内容を用いて、前記自車両が遭遇するシーンに対して一連の運転計画を立案する運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象に対して進行行動又は停止行動の何れか一方を決定する請求項1に記載の運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象に対して停止行動の決定又は判断不能の決定がされた場合には、前記自車両に最も近い事象において前記自車両を停止させる運転計画を立案する請求項1又は2に記載の運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象について、進行行動が決定された事象の次に遭遇する事象について停止行動又は判断不能の決定がされた場合には、前記進行行動が決定された事象との遭遇ポイントにおいて前記自車両を停止させる運転計画を立案する請求項1〜3の何れか一項に記載の運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象のうち、停止行動又は判断不能の決定がされた事象が前記第2経路内に属する場合には、当該事象よりも上流側であって停止可能な位置にて前記自車両を停止させる運転計画を立案する請求項1〜4の何れか一項に記載の運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象のうち、停止行動又は判断不能の決定がされた事象が、他の事象と所定距離以内となる場合には、当該事象よりも上流側であって停止可能な位置にて前記自車両を停止させる運転計画を立案する請求項1〜5の何れか一項に記載の運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象のうち、一の事象について進行行動が決定され、当該事象の次に遭遇する他の事象について停止行動又は判断不能が決定された場合において、前記一の事象と前記他の事象との離隔度合が所定値以上である場合には、前記一の事象について前記自車両を進行させる運転計画を立案する請求項1〜6の何れか一項に記載の運転計画装置。 - 前記運転計画プロセッサは、
前記自車両が遭遇する複数の事象のうち、一の事象について進行行動が決定され、当該事象の次に遭遇する他の事象について停止行動又は判断不能が決定された場合において、前記一の事象における進行行動の速度を低下させる運転計画を立案する請求項1〜7の何れか一項に記載の運転計画装置。 - 請求項1〜8の何れか一項に記載の運転計画装置と、
自車両が遭遇するシーンを評価する評価プロセッサを有するシーン評価装置と、を備え、
前記評価プロセッサは、
前記自車両が走行する第1経路と、前記第1経路と交点を有する第2経路との関係に基づいて、前記第1経路を走行する前記自車両が遭遇する複数の事象を抽出し、抽出された複数の事象を前記自車両が遭遇する順序に沿って並べ替え、
前記運転計画プロセッサは、
前記評価された前記自車両と前記経時的に遭遇する複数の事象との関係を用いて、前記自車両が遭遇するシーンに対して一連の運転計画を立案する走行支援装置。 - 自車両の運転計画を立案する運転計画プロセッサを用いて、
前記自車両が第1経路を走行する際に経時的に遭遇する複数の事象と前記自車両との関係についての評価結果を用いて、前記自車両が遭遇するシーンについて運転計画を立案する運転計画方法。
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