JPWO2017187622A1 - 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Abstract

車両制御システムにおいて、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転制御部と、前記車両の周辺環境を検知するための１以上の検知デバイスと、前記１以上の検知デバイスの状態を管理する管理部であって、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部を制御して出力させる管理部と、を備える。

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

近年、自車両の速度制御と操舵制御とのうち、少なくとも一方を自動的に行う技術（以下、自動運転）についての研究が進められている。これに関連して、自動運転が不可能な区間について、ドライバーに手動運転を依頼する手法が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２０６６５５号公報

自動運転システムは、様々なセンサ（検知デバイス）等の組み合わせにより、自動走行を可能としているが、気象条件等の走行中の環境の変化に対して、センサのみでの周辺監視には限界がある。したがって、周辺の一部領域を検知するセンサの検知レベルが、走行時の周辺状況の変化により低下した場合、従来の技術では、自動運転全体をＯＦＦせざるを得ず、結果として車両乗員の運転負担が増える場合があった。

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、自動運転における周辺監視の一部を車両乗員に行わせることで自動運転を継続することができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

請求項１に記載の発明は、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転制御部（１２０）と、前記車両の周辺環境を検知するための１以上の検知デバイス（ＤＤ）と、前記１以上の検知デバイスの状態を管理する管理部（１７２）であって、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部（７０）を制御して出力させる管理部と、を備える車両制御システム（１００）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記管理部は、前記１以上の検知デバイスの状態変化に対応した領域の監視を前記車両の乗員に行わせるための要求を、前記出力部を制御して出力させるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記管理部は、前記１以上の検知デバイスごとに検知結果に対する信頼度を管理し、前記信頼度の低下に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、前記出力部を制御して出力させるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記管理部は、前記１以上の検知デバイスの検知領域に関して冗長性が低下した場合に、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、前記出力部を制御して出力させるものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記出力部は、画像を表示する画面を更に備え、前記管理部は、前記出力部の画面に、前記車両の乗員における周辺監視の対象領域と前記周辺監視の対象領域ではない領域とを区別できるように表示させるものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記出力部は、前記乗員に要求する監視対象、監視手法、および監視領域のうち、少なくとも１つを出力するものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記自動運転制御部は、前記管理部により、前記車両の乗員が前記車両の周辺のうち一部について監視をしている状態であると判定された場合に、前記検知デバイスの状態が変化する前の運転モードを継続するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記自動運転制御部は、前記管理部により、前記車両の乗員が前記車両の周辺のうち一部について監視をしていない状態であると判定された場合に、前記自動運転の度合が高い運転モードから前記自動運転の度合が低い運転モードに切り替える制御を行うものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムであって、前記管理部は、前記検知デバイスの状態が変化する前の状態に戻った場合に、前記乗員による監視を解除する旨を示す情報を、前記出力部を制御して出力させるものである。

請求項１０に記載の発明は、車載コンピュータが、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行い、１以上の検知デバイスにより前記車両の周辺環境を検知し、前記１以上の検知デバイスの状態を管理し、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部を制御して出力させる、車両制御方法である。

請求項１１に記載の発明は、車載コンピュータに、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行わせ、１以上の検知デバイスにより前記車両の周辺環境を検知させ、前記１以上の検知デバイスの状態を管理し、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部を制御して出力させる、車両制御プログラムである。

請求項１、２、１０および１１に記載の発明によれば、車両の周辺のうち一部についての監視を行うため、車両の乗員の負担を軽減させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、検知デバイスによる検知結果の信頼度に基づいて、車両の乗員に監視を行わせるため、自動運転時の安全性を確保することができる。

請求項４に記載の発明によれば、検知デバイスの検知領域に関する冗長性に基づいて、車両の乗員に監視を行わせるため、自動運転時の安全性を確保することができる。

請求項５に記載の発明によれば、乗員は、出力部の画面を参照することで、周辺監視の対象領域を容易に把握することができる。

請求項６に記載の発明によれば、乗員は、出力部の画面を参照することで、監視対象、監視手法、および監視領域等を容易に把握することができる。

請求項７に記載の発明によれば、車両または車外の状態に起因して自動運転の度合が頻繁に低下しないようにすることができる。

請求項８に記載の発明によれば、車両の安全性を維持することができる。

請求項９に記載の発明によれば、乗員は、監視が解除されたことを容易に把握することができる。

実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。 実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。 ＨＭＩ７０の構成図である。 自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。 車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。 ３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。 ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。 周辺監視情報の一例を示す図である。 モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。 自車両Ｍの車両内の様子を説明するための図である。 本実施形態における出力画面例を示す図である。 周辺監視を要求する情報が表示された画面例を示す図（その１）である。 周辺監視を要求する情報が表示された画面例を示す図（その２）である。 周辺監視を要求する情報が表示された画面例を示す図（その３）である。 監視状態が解除されたことを示す情報が表示された画面例を示す図である。 運転モードの切り替え要求を示す情報が表示された画面例を示す図である。 周辺監視要求処理の一例を示すフローチャートである。

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

図１は、実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御システム１００とが搭載される。

ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。

レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。

以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。

カメラ（撮像部）４０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４０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４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。

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。

図２は、実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０等を含む１以上の検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。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、請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤやＨＭＩ７０等）を含んでもよい。

検知デバイスＤＤは、自車両Ｍの周辺環境を検知する。なお、検知デバイスＤＤには、例えばカメラ４０による撮像画像を解析して物体等を認識するＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等が含まれていてもよい。検知デバイスＤＤは、周辺環境の検知を継続的に行い、その検知結果を自動運転制御部１２０に出力する。

ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザ（車両乗員等）によって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０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。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、自車両Ｍの車両乗員（乗員）等が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。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用した無線通信を行う。

車両センサ６０は、車速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。

図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば、運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものではなく、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆）ことがあってもよい。ＨＭＩ７０の一部は、「操作受付部」の一例であり、「出力部」の一例でもある。

ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、アクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサ等）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。

アクセルペダル７１は、車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７１の踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。

ブレーキペダル７４は、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。

シフトレバー７６は、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサ７７は、車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。

ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。

その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等である。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示等を受け付け、車両制御システム１００に出力する。

ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１と、車室内カメラ（撮像部）９５とを含む。

表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所等に取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。また、表示装置８２は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。

コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置等を含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。

各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７Ａと、各出力部（例えば、ナビゲーション装置５０、表示装置８２、コンテンツ再生装置８５）等における出力内容を切り替えるステアリングスイッチ８７Ｂとを含む。自動運転切替スイッチ８７Ａおよびステアリングスイッチ８７Ｂは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。各種操作スイッチ８６は、車両乗員からの操作を受け付けると、操作信号を車両制御システム１００に出力する。

シート８８は、車両乗員が着座するシートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角等を自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。

車室内カメラ９５は、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。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネル等、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部を撮像可能な位置に取り付けられる。車室内カメラ９５は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。

車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。

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、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

ステアリング装置２１０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、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの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。

ブレーキ装置２２０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、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０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。電動サーボブレーキ装置は、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２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部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。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等が組み合わされた構成であってよい。

図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。

目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、走行制御部１６０、およびＨＭＩ制御部１７０のうち一部または全部は、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、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア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組み合わせによって実現されてもよい。

記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、モード別操作可否情報１８８等の情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００のコンピュータ（車載コンピュータ）は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。

目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された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）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。

高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２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。また、高精度地図情報１８２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、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

自動運転制御部１２０は、自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、自車両Ｍの速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う。また、自動運転制御部１２０は、後述するＨＭＩ制御部１７０により自車両Ｍの車両乗員が周辺監視（自車両Ｍの周辺のうち、少なくとも一部について監視）をしている状態である判定された場合に、上記の判定をする前の運転モードを継続する。また、自動運転制御部１２０は、ＨＭＩ制御部１７０により自車両Ｍの車両乗員が周辺監視をしていない状態であると判定された場合、自動運転の度合が高い運転モードから自動運転の度合が低い運転モードに切り替える制御を行う。

自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数は任意に決定されてよい。

［モードＡ］
モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御等、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要がない（周辺監視義務の必要なし）。

［モードＢ］
モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は、自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある（周辺監視義務の必要あり）。

［モードＣ］
モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員がＨＭＩ７０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある（周辺監視義務の必要あり）。なお、本実施形態において、自動運転の度合が最も低いモードは、例えば自動運転を行わず、自車両Ｍの速度制御と操舵制御との双方を自車両Ｍの車両乗員の操作に基づいて行う手動運転モードであってもよい。手動運転モードの場合には、運転者に対して、当然に周辺監視義務が必要となる。

自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様等に基づいて、自動運転のモードを決定する。自動運転のモードは、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよく、またモードＡを維持したまま車両乗員に周辺監視を要求してもよい。いずれのモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。

自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。

自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識さ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４０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。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。

図４は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、走行車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、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。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。

外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者、落下物、踏切、信号機、工事現場等の付近に設置された看板、その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速（例えば、加速および減速のうち、一方または双方を含む速度制御）させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。

図５は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。

図６は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。

走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち、いずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面等において、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。

軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図７は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。

軌道候補生成部１４６Ｂは、図７に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。図８は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。

このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。

ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。

図９は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。

図１０は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、上述した図７に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図１０に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。

評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量等が小さいほど高く評価される。

ここで、上述した行動計画生成部１４４および軌道生成部１４６は、自車両Ｍの走行軌道と加減速とのスケジュールを決定する決定部の一例である。

切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７Ａから入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成から入力された信号の示す操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。

走行制御部１６０は、上述した決定部（行動計画生成部１４４および軌道生成部１４６）により決定されたスケジュールに基づいて、自車両Ｍの速度制御および操舵制御のうち、少なくとも一方を行う。速度制御とは、例えば単位時間における閾値以上の速度変化量を有する自車両Ｍの加速および減速のうち、一方または双方を含む加速度の制御である。また、速度制御には、自車両Ｍを一定の速度範囲で走行させる定速制御が含まれてもよい。

例えば、走行制御部１６０は、軌道生成部１４６等によって生成された（スケジューリングされた）走行軌道（軌道情報）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、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。

ＨＭＩ制御部１７０は、例えば１以上の検知デバイスＤＤの状態を継続的に管理し、１以上の検知デバイスＤＤの状態変化に応じて、自車両の周辺のうち一部について自車両Ｍの車両乗員に監視を行わせるための要求を、ＨＭＩ７０を制御して出力させる。

図１１は、ＨＭＩ制御部１７０の機能構成例を示す図である。図１１に示すＨＭＩ制御部１７０は、管理部１７２と、要求情報生成部１７４と、インターフェース制御部１７６とを備える。

管理部１７２は、自車両Ｍの周辺環境を検知するための１以上の検知デバイスＤＤの状態を管理する。また、管理部１７２は、検知デバイスＤＤの状態変化に応じて、自車両Ｍの周辺のうち一部について自車両Ｍの車両乗員に監視を行わせるための要求を、ＨＭＩ７０を制御して出力させる。

例えば、管理部１７２は、例えば検知デバイスＤＤの状態変化に対応した領域の監視を車両乗員に行わせるための要求を、要求情報生成部１７４に出力する。なお、検知デバイスＤＤの状態変化として、例えば管理部１７２は、１以上の検知デバイスＤＤごと、または１以上の検知デバイスの検知領域ごとに検知結果に対する信頼度を管理し、信頼度の低下を状態変化として取得する。信頼度は、例えば検知デバイスＤＤに対する性能の劣化、故障の有無、および外部環境等のうち、少なくとも１つに起因して設定されるものである。

また、管理部１７２は、信頼度が閾値以下である場合に信頼度が低下したとする。例えば、管理部１７２は、カメラ４０による撮像画像の平均輝度が閾値以下である場合や、輝度の変化量が所定範囲以下の場合（例えば、暗闇や霧、逆光等で視界が悪い場合）、ＧＰＵによる画像解析結果により撮像画像から画像上の物体や道路上の文字や線の所定時間毎の認識率が所定の閾値以下である場合等に、信頼度が閾値以下であると判定することができる。

また、管理部１７２は、例えば、１以上の検知デバイスＤＤにおける検知領域に関して冗長性が低下した場合に、車両乗員に対して監視を行わせるための要求を、要求情報生成部１７４に出力してもよい。例えば、管理部１７２は、複数の検知デバイスＤＤで検知している状態が、ある領域について損なわれた場合に、その領域についての冗長性が低下したと判定する。

図１２は、周辺監視情報の一例を示す図である。図１２に示す周辺管理情報は、管理部１７２に管理された検知デバイスＤＤと、検知対象とを示している。図１２の例では、検知デバイスＤＤの一例として、「カメラ」、「ＧＰＵ」、「ＬＩＤＥＲ」、および「レーダ」を示している。また、検知対象の一例として「区画線（自車両左ライン）」、「区画（自車両右ライン）」、および「前方車両」、「後方車両」を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば「右側車両」、「左側車両」等を検知してもよい。

図１２の例において、「カメラ」は、上述したカメラ４０に相当する。「ＧＰＵ」は、カメラ４０による撮像画像を画像解析することで、画像中の自車両の周辺環境や物体の認識等を行う検知デバイスである。「ＬＩＤＥＲ」は、上述したファインダ２０に相当する。また、「レーダ」は、上述したレーダ３０に相当する。

例えば、車両制御システム１００は、１つの検知対象に対して複数の検知デバイスＤＤの検知結果を用いて検知精度を高めており、このように検知の冗長化を行うことで、自動運転等における自車両Ｍの安全性の維持を図っている。

ここで、例えば、自車両Ｍが自動運転モードであり、１つの検知対象に対する複数の検知デバイスのうち、少なくとも１つの検知結果の信頼度が低下した場合や、１以上の検知デバイスの検知領域に関して冗長性が低下した場合には、手動運転モード等の自動運転の度合が低い運転モードに切り替える必要が生じる。その場合、自車両Ｍまたは車外の状態に起因して自動運転の度合が頻繁に低下する可能性があり、低下する度に車両乗員が手動運転するため、負荷がかかる。

そこで、本実施形態では、検知デバイスＤＤの状態変化が生じた場合であっても、一部の周辺監視を車両乗員に一時的に要求することで、自動運転を維持する制御を行う。例えば、管理部１７２は、各検知デバイスＤＤによるそれぞれの検知結果と、検知デバイスＤＤごと、または検知デバイスＤＤの検知領域ごとに設定されている閾値とを比較し、検知結果が閾値以下になった場合に、その検知デバイスを特定する。また、管理部１７２は、検知結果に基づいて、信頼度が閾値以下になった検知デバイスの位置および検知対象のうち、一方または双方に基づいて、自車両Ｍの車両乗員による監視対象領域を設定する。

例えば、管理部１７２は、それぞれの検知対象に対するそれぞれの検知デバイスＤＤの検知結果を取得し、その検知結果が所定の閾値を超えている場合に、検知結果の信頼度が高い（正しく検知できている）と判定する（図１２において「○」）。また、管理部１７２は、検知結果が得られている場合であっても検知結果が所定の閾値以下である場合に、検知の信頼度が低い（検知が正しく行われていない）と判定する（図１２において「×」）。

例えば、図１２に示すような検知結果が得られた場合、検知対象の区画線（自車両右ライン）において、「レーダ」のみでしか検知できていない。つまり、管理部１７２は、区画線（自車両右ライン）に対し、「カメラ」、「ＧＰＵ」、「ＬＩＤＥＲ」の検知結果の信頼度が低下していると判定する。言い換えると、管理部１７２は、区画線（自車両右ライン）の検知に対して冗長性が低下していると判定する。この場合、管理部１７２は、自車両Ｍの車両乗員に、自車両Ｍの右側（監視対象領域）の周辺監視（自車両Ｍの周辺のうち一部の監視）を要求する。

また、管理部１７２は、車室内カメラ９５による撮像画像を解析して自車両Ｍの車両乗員の顔の向き、姿勢等を取得し、指示した周辺監視を正しく行っている場合に、車両乗員が周辺監視している状態であると判定することができる。また、管理部１７２は、ステアリングホイール７８を手で把持していたり、アクセルペダル７１またはブレーキペダル７４に足を置いている状態を検知した場合に、車両乗員が周辺監視している状態であると判定してもよい。また、管理部１７２は、車両乗員が周辺監視している状態であると判定した場合には、判定する前の運転モード（例えば、自動運転モード）を継続する。この場合、管理部１７２は、自動運転制御部１２０に対して、自動運転モードを継続させる旨の情報を出力してもよい。

また、管理部１７２は、検知デバイスＤＤの状態が変化する前の状態に戻った場合に、車両乗員による周辺監視を解除する旨を示す情報を、要求情報生成部１７４に出力してもよい。例えば、管理部１７２は、信頼度が閾値以下になっていた検知デバイスの信頼度が閾値を超えた場合であって、且つ自車両Ｍの自動運転モードが継続されている場合に、車両乗員による周辺監視を解除させる情報を出力する。

また、管理部１７２は、例えば自車両Ｍの車両乗員による周辺監視を要求した後、所定時間を経過しても車両乗員が周辺監視を行わない場合には、自車両Ｍの運転モードを自動運転の度合の低い運転モード（例えば、手動運転モード）に切り替えるための指示を自動運転制御部１２０に出力するとともに、その旨を示す情報を要求情報生成部１７４に出力してもよい。また、管理部１７２は、車両乗員が周辺監視している状態が所定時間以上である場合に、自車両Ｍの運転モードを自動運転の度合の低い運転モードに切り替えるための指示を自動運転制御部１２０に出力するとともに、その旨を示す情報を要求情報生成部１７４に出力してもよい。

要求情報生成部１７４は、管理部１７２により得られる情報に基づいて自車両Ｍの車両乗員に対する周辺監視が必要である場合に、ＨＭＩ７０に一部の周辺監視を要求するための情報を出力する。例えば、要求情報生成部１７４は、管理部１７２により得られる情報に基づいて表示装置８２の画面に、自車両Ｍの乗員における周辺監視の対象となる領域（監視対象領域）と、対象領域ではない領域（非監視対象領域）とを区別できるように表示する画像を生成する。また、要求情報生成部１７４は、例えば、車両乗員に要求する監視対象、監視手法、および監視領域のうち、少なくとも１つをＨＭＩ７０により提示させる。なお、要求情報生成部１７４は、上述した領域の区別を行うために、例えば監視対象領域の輝度を他の領域（非監視対象領域に比べて高くまたは低くしたり、監視対象領域を、線や模様等で囲む等の強調表示等を行う。

また、要求情報生成部１７４は、車両乗員による周辺監視義務の必要がなくなった場合に、周辺監視義務の必要がなくなった旨の情報を生成する。この場合、要求情報生成部１７４は、周辺監視の対象領域の表示を解除した画像を生成してもよい。

また、要求情報生成部１７４は、運転モードを切り替える制御を行う場合に、自動運転の度合の低いモードに切り替わる旨を示す情報（例えば、手動運転を要求する情報）を生成する。

インターフェース制御部１７６は、要求情報生成部１７４から得られた各種情報（例えば、生成した画面）を、対象のＨＭＩ７０に出力する。なお、ＨＭＩ７０への出力は、画面出力および音声出力のうち、一方または双方でよい。

例えば、ＨＭＩ７０に車両乗員による監視が必要な一部の領域のみを区別して表示させることで、車両乗員は、その領域を容易に把握することができる。また、車両乗員は、一部の領域のみを監視すればよいため、自車両Ｍの周辺領域全てを監視するよりも負担が軽減する。また、車両乗員が要求した監視をしている間は、運転モードが継続されるため、自車両または車外の状態に起因して自動運転の度合が頻繁に低下することを防止することができる。

また、インターフェース制御部１７６は、自動運転制御部１２０により自動運転のモードの情報が通知されると、モード別操作可否情報１８８を参照して、自動運転のモードの種別に応じてＨＭＩ７０を制御する。

図１３は、モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。図１３に示すモード別操作可否情報１８８は、運転モードの項目として「手動運転モード」と、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「モードＡ」、「モードＢ」、および「モードＣ」等を有する。また、モード別操作可否情報１８８は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１３に示すモード別操作可否情報１８８の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置（出力部等）は、これに限定されるものではない。

インターフェース制御部１７６は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報に基づいてモード別操作可否情報１８８を参照することで、使用が許可される装置と、使用が許可されない装置とを判定する。また、インターフェース制御部１７６は、判定結果に基づいて、非運転操作系のＨＭＩ７０、またはナビゲーション装置５０に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。

例えば、車両制御システム１００が実行する運転モードが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。また、車両制御システム１００が実行する運転モードが自動運転モードのモードＢ、モードＣ等である場合、車両乗員には、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（例えばＨＭＩ７０の操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、インターフェース制御部１７６は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。この際、インターフェース制御部１７６は、自車両Ｍの周辺監視を行わせるために、外界認識部１４２により認識された自車両Ｍの周辺車両の存在やその周辺車両の状態を、表示装置８２に画像等で表示させると共に、自車両Ｍの走行時の場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に受け付けさせてよい。

また、インターフェース制御部１７６は、運転モードが自動運転のモードＡである場合、ドライバーディストラクションの規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。例えば、インターフェース制御部１７６は、表示装置８２に映像を表示させたり、スピーカ８３に音声を出力させたり、コンテンツ再生装置８５にＤＶＤ等からコンテンツを再生させたりする。なお、コンテンツ再生装置８５が再生するコンテンツには、ＤＶＤ等に格納されたコンテンツの他、例えば、テレビ番組等の娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツが含まれてよい。また、図１３に示す「コンテンツ再生操作」は、このような娯楽、エンターテイメントに関するコンテンツ操作を意味するものであってよい。

また、インターフェース制御部１７６は、例えば、上述した要求情報生成部１７４により生成される要求情報（例えば、監視要求、運転要求）や監視解除情報等に対して、現在の運転モードで使用可能なＨＭＩ７０の非運転操作系の機器（出力部）を選択し、選択した１以上の機器に対して、生成した情報を画面表示する。また、インターフェース制御部１７６は、ＨＭＩ７０のスピーカ８３を用いて、生成した情報を音声出力してもよい。

次に、上述した本実施形態における車両乗員への周辺監視要求の一例について、図を用いて説明する。図１４は、自車両Ｍの車両内の様子を説明するための図である。図１４の例では、自車両Ｍの車両乗員Ｐがシート８８に着座している状態を示しており、車室内カメラ９５により車両乗員Ｐの顔や姿勢を撮像することができる。また、図１４の例では、自車両Ｍに設けられた出力部（ＨＭＩ７０）の一例として、ナビゲーション装置５０と表示装置８２Ａ、８２Ｂとが示されている。なお、表示装置８２Ａは、フロントウインドシールド（例えば、フロントガラス）に一体に形成されたＨＵＤ（Head Up Display）であり、表示装置８２Ｂは、運転席のシート８８に着座する車両乗員の正面にあるインストルメントパネルに設けられたディスプレイを示している。また、図１４の例では、ＨＭＩ７０の運転操作系の一例として、アクセルペダル７１と、ブレーキペダル７４と、ステアリングホイール７８とが示されている。

本実施形態では、例えば上述したＨＭＩ制御部１７０による制御により、カメラ４０により撮像された撮像画像や要求情報生成部１７４により生成された各種情報等が、運転モード等に対応させてナビゲーション装置５０や表示装置８２Ａ、８２Ｂ等の少なくとも１つに表示される。

ここで、表示装置８２Ａに表示させる場合、インターフェース制御部１７６は、ＨＵＤの投影先であるフロントウインドシールドを透過して視認可能な実空間に対応付けて、軌道生成部１４６で生成した走行軌道と、要求情報生成部１７４により生成された各種情報等とのうち、一方または双方を示す情報を投影させる。これにより、自車両Ｍの車両乗員Ｐの視野に直接、走行軌道や自車両Ｍの周辺のうち一部の監視要求情報、運転要求情報、監視解除情報等を表示させることができる。また、上述した走行軌道や要求情報等の情報は、ナビゲーション装置５０や表示装置８２にも表示させることができる。インターフェース制御部１７６は、ＨＭＩ７０における複数の出力のうち、１又は複数の出力部に上述した走行軌道や自車両Ｍの周辺のうち一部の監視要求情報、運転要求情報、監視解除情報等を表示させることができる。

次に、本実施形態における要求情報等を出力する画面例について説明する。なお、以下の説明では、インターフェース制御部１７６により出力制御される出力部の一例として表示装置８２Ｂを用いて説明するが、対象の出力部については、これに限定されるものではない。

図１５は、本実施形態における出力画面例を示す図である。図１５の例では、表示装置８２Ｂの画面３００上に、カメラ４０等による撮像画像を画像解析することで得られた道路の車線を区画する区画線（例えば、白線）３１０Ａ，３１０Ｂや自車両Ｍの前方を走行する前走車両ｍＡが表示される。なお、区画線３１０や前走車両ｍＡ等が画像解析を行わずに画像をそのまま表示させてもよい。また、図１５の例では、自車両Ｍに相当する画像も表示されているが、表示されていなくてよく、自車両Ｍの一部（例えば、フロント部分）のみが表示されていてもよい。

また、図１５の例では、カメラ４０から撮像した画像に対し、例えば軌道生成部１４６等で生成した軌道情報（走行軌道のオブジェクト）３２０を画面３００に重畳表示または統合表示しているが、表示しなくてもよい。なお、軌道情報３２０は、例えば要求情報生成部１７４が生成してよく、インターフェース制御部１７６が生成してもよい。これにより、車両乗員は、自車両Ｍがこれからどのような挙動（走行）を行うのかを容易に把握することができる。また、インターフェース制御部１７６は、自車両Ｍの現在の運転モード示す運転モード情報３３０を画面３００に表示してもよい。なお、図１５の例では、自動運転モードが実行中である場合に画面の右上に「自動運転実行中」と表示されるが、表示位置や表示内容については、これに限定されるものではない。

ここで、管理部１７２は、例えば１以上の検知デバイスＤＤの検知結果に対する信頼度（例えば、性能、故障、外部環境）が低下した場合に、自車両Ｍの車両乗員に、自車両Ｍの周辺監視を行わせる要求を出力する。例えば、管理部１７２は、上述した図１２に示す周辺監視情報において、自車両Ｍの右側の区画線３１０Ｂが検知できないと判定された場合、自車両Ｍの周辺のうち、右側の領域を監視させる要求を車両乗員に通知する。

なお、上述した区画線が検知できない理由としては、例えば道路の区画線３１０が部分的に消えていたり（かすれている場合も含む）、雪等が区画線３１０Ｂ上または区画線３１０Ｂを検知する検知デバイスＤＤに積もっているため区画線３１０Ｂが判別できない状態等がある。また、一時的な霧や豪雨等の天候（気象条件）上の影響で検知結果の信頼度が低下する場合もあり得る。なお、このような場合でも、自車両Ｍの左側の区画線３１０Ａは認識できているため、この区画線３１０Ａを基準に走行ラインを維持することは可能である。

図１６から図１８は、周辺監視を要求する情報が表示された画面例（その１からその３）を示す図である。インターフェース制御部１７６は、要求情報生成部１７４に生成された監視要求情報（例えば、車両乗員に要求する監視対象、監視手法、および監視領域のうち、少なくとも１つ）を、表示装置８２Ｂが備える画面３００に出力する。

図１６の例において、インターフェース制御部１７６は、表示装置８２Ｂの画面３００上に監視要求情報３４０として所定のメッセージを表示させる。監視要求情報３４０として、例えば「自車両の右側のライン（白線）が検知できません。右側の監視をお願いします。」等の情報（監視対象、監視手法）を画面３００に表示させるが、表示させる内容については、これに限定されるものではない。また、インターフェース制御部１７６は、上述した監視要求情報３４０と同様の内容を、スピーカ８３を介して音声出力させてもよい。

また、インターフェース制御部１７６は、図１６に示すように、車両乗員による監視対象領域（監視領域）３５０を画面３００に表示させてもよい。監視対象領域３５０は、画面３００上に複数あってもよい。監視対象領域３５０は、非監視対象領域と区別できるように、所定の強調表示が行われる。強調表示は、例えば、図１６に示すように領域を線で囲ったり、領域内の輝度を周辺の輝度と異なる輝度に替えたり、領域内を点灯または点滅させたり、模様や記号を付す等の強調表示を行う等のうち、少なくとも１つである。これらの強調表示の画面は、要求情報生成部１７４により生成される。

また、図１７の例では、１００ｍより先の障害物等が検知できない場合、インターフェース制御部１７６は、表示装置８２Ｂの画面３００上に監視要求情報３４２として、例えば「１００ｍより先の障害物が検知できません。遠方の状況を監視してください。」等の情報（監視対象、監視手法）を表示させる。また、インターフェース制御部１７６は、上述した監視要求情報３４２と同様の内容を、スピーカ８３を介して音声出力させてもよく、車両乗員による監視対象領域３５０を画面３００に表示させてもよい。

また、図１８の例に示すように、自車両Ｍの走行軌道において、左側の車線に車線変更する場合（図１８に示す軌道情報３２０）であって、且つ左側後方の車両が検知できない場合、インターフェース制御部１７６は、表示装置８２Ｂの画面３００上に監視要求情報３４４として、例えば「左側後方の車両が検知できません。左側後方を確認してください。」等の情報（監視対象、監視手法）を表示させる。また、インターフェース制御部１７６は、上述した監視要求情報３４２と同様の内容を、スピーカ８３を介して音声出力させてもよく、車両乗員による監視対象領域３５０を画面３００に表示させてもよい。上述したように、本実施形態では、車両乗員に対する監視要求の内容を、監視対象、監視手法、および監視領域のうち、少なくとも１つを含めて具体的に報知する。これにより、車両乗員は、監視対象、監視手法、および監視領域等を容易に把握することができる。

ここで、管理部１７２は、例えば所定時間以内に、検知デバイスＤＤによる検知結果の信頼度が閾値を超えて、上述した自車両Ｍの右側の区画線３１０Ｂが検知できるような状態になると、車両乗員に対して周辺監視義務が必要なくなった旨を示す情報を画面に表示させる。

図１９は、監視状態が解除されたことを示す情報が表示された画面例を示す図である。図１９の例では、表示装置８２Ｂの画面３００上に、監視解除情報３６０として所定のメッセージを表示する。監視解除情報３６０として、例えば「自車両の右側のライン（白線）が検知できました。監視を終了しても結構です。」等の情報を表示するが、表示する内容については、これに限定されるものではない。また、インターフェース制御部１７６は、上述した監視解除情報３６０と同様の内容を、スピーカ８３を介して音声出力してもよい。

また、管理部１７２は、例えば検知デバイスＤＤによる検知結果の信頼度が閾値以下である状態が所定時間以上継続している場合に、運転モードの切り替えを行う旨の情報を画面に表示させる。

図２０は、運転モードの切り替え要求を示す情報が表示された画面例を示す図である。図２０の例では、検知デバイスＤＤによる検知結果の信頼度が閾値以下である状態が所定時間以上継続している場合に、運転モードの運転モードを自動運転の度合の低いモード（例えば、手動運転モード）に切り替えるために、表示装置８２Ｂの画面３００上に、運転要求情報３７０として所定のメッセージを表示する。運転要求情報３７０として、例えば「手動運転に切り替えます。準備をお願いします。」等の情報を表示するが、表示する内容については、これに限定されるものではない。また、インターフェース制御部１７６は、上述した運転要求情報３７０と同様の内容を、スピーカ８３を介して音声出力してもよい。

また、インターフェース制御部１７６は、上述した図１５から図２０に示す画面を出力するだけでなく、例えば図１２に示すような各検知デバイスＤＤの検知状態を表示してもよい。

なお、上述の例において、ＨＭＩ制御部１７０は、１以上の検知デバイスＤＤの検知結果が信頼度を低下した場合、自車両Ｍの周辺のうち、一部の監視を行わせる要求等をＨＭＩ７０に出力したが、これに限定されるものではない。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、１以上の検知デバイスＤＤの検知領域に関して冗長性が低下した場合に、自車両Ｍの周辺監視を行わせる要求をＨＭＩ７０に出力してもよい。

[処理フロー]
以下、本実施形態に係る車両制御システム１００による処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御システム１００における各種処理のうち、主にＨＭＩ制御部１７０による周辺監視要求処理について説明する。

図２１は、周辺監視要求処理の一例を示すフローチャートである。なお、図２１の例では、自車両Ｍの運転モードが自動運転モード（モードＡ）である場合を示している。図２１の例において、ＨＭＩ制御部１７０の管理部１７２は、自車両Ｍに搭載された１以上の検知デバイスＤＤによる検知結果を取得し（ステップＳ１００）、各検知デバイスＤＤの状態を管理する（ステップＳ１０２）。

次に、管理部１７２は、１以上の検知デバイスＤＤに、例えば上述した信頼度や冗長性等に基づく状態変化（例えば、信頼度や冗長性の低下）があったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。１以上の検知デバイスＤＤに状態変化があった場合、管理部１７２は、状態変化のあった検知デバイスＤＤに対応する検知対象を特定する（ステップＳ１０６）。

次に、ＨＭＩ制御部１７０の要求情報生成部１７４は、管理部１７２により特定された情報（例えば、検知対象）に基づいて、自車両Ｍの車両乗員に、所定位置の周辺監視を行わせるための監視要求情報を生成する（ステップＳ１０８）。次に、ＨＭＩ制御部１７０のインターフェース制御部１７６は、要求情報生成部１７４により生成された監視要求情報をＨＭＩ７０（例えば、表示装置８２）に出力する（ステップＳ１１０）。

次に、管理部１７２は、管理要求に基づいて車両乗員が要求した周辺監視をしている状態か否かを判定する（ステップＳ１１２）。要求した周辺監視を行っているか否かは、例えば車室内カメラ９５による撮像画像を解析することで得られる車両乗員の顔の位置、視線方向、姿勢等に基づいて、自車両Ｍの周辺のうち、要求した一部の監視を行っているか否かによって判定することができる。車両乗員が要求した検知対象の監視をしている状態である場合、管理部１７２は、車両乗員が監視している状態が所定時間以上か否かを判定する（ステップＳ１１４）。

ここで、上述したステップＳ１１２の処理において、車両乗員が要求した周辺監視をしている状態でない場合、または、周辺監視している状態が所定時間以上である場合、要求情報生成部１７４は、自車両Ｍの運転モードを手動運転モードに切り替える（例えば、ハンドオーバ制御を行う）ための運転要求情報を生成する（ステップＳ１１６）。また、インターフェース制御部１７６は、要求情報生成部１７４により生成された運転要求情報をＨＭＩに出力する（ステップＳ１１８）。

なお、上述したステップＳ１０４の処理において、管理部１７２は、検知デバイスＤＤの状態変化がない場合、車両乗員が周辺監視している状態か否かを判定する（ステップＳ１２０）。車両乗員が周辺監視している状態である場合、要求情報生成部１７４は、周辺監視を解除させる監視解除情報を生成する（ステップＳ１２２）。次に、インターフェース制御部１７６は、生成された監視解除情報をＨＭＩ７０に出力する（ステップＳ１２４）。また、上述したステップＳ１２０において、車両乗員が周辺監視している状態でない場合、そのまま本フローチャートの処理を終了する。なお、上述したステップＳ１１４およびステップＳ１１８の処理後も本フローチャートの処理を終了する。

なお、図２１に示す周辺監視要求処理は、例えば、自車両Ｍが自動運転モードである場合に、所定時間間隔で繰り返し実行されてよい。

上述した実施形態によれば、１以上の検知デバイスＤＤの状態を管理し、１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、自車両の周辺のうち一部について自車両の乗員に監視を行わせるための要求を、ＨＭＩ７０を制御して出力させることで、自動運転における周辺監視の一部を車両乗員に行わせて、自動運転を継続することができる。また、一部の監視でよいため、車両乗員の負担を軽減させることができる。例えば、本実施形態では、検知デバイスＤＤによる外界センシングの信頼度が閾値以下となった場合、または、検知の冗長化ができなくなった場合に、監視対象領域を特定し、特定した一部の領域に周辺監視義務を設定し、車両乗員に一部領域の監視を行わせる。また、車両乗員が監視している間は、自車両Ｍの運転モードを維持する。これにより、車両または車外の状態に起因して自動運転の度合が頻繁に低下するのを防止し、運転モードを維持することができる。したがって、本実施形態によれば、車両制御システム１００と車両乗員との協調運転を実現することができる。

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。

本発明は、自動車製造産業に利用することができる。

２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１７２…管理部、１７４…要求情報生成部、１７６…インターフェース制御部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両

Claims (11)

1. 自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う自動運転制御部と、
   前記車両の周辺環境を検知するための１以上の検知デバイスと、
   前記１以上の検知デバイスの状態を管理する管理部であって、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部を制御して出力させる管理部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記管理部は、
   前記１以上の検知デバイスの状態変化に対応した領域の監視を前記車両の乗員に行わせるための要求を、前記出力部を制御して出力させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記管理部は、
   前記１以上の検知デバイスごと、または前記１以上の検知デバイスの検知領域ごとに検知結果に対する信頼度を管理し、前記信頼度の低下に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、前記出力部を制御して出力させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
4. 前記管理部は、
   前記１以上の検知デバイスの検知領域に関して冗長性が低下した場合に、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、前記出力部を制御して出力させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
5. 前記出力部は、画像を表示する画面を更に備え、
   前記管理部は、
   前記出力部の画面に、前記車両の乗員における周辺監視の対象領域と前記周辺監視の対象領域ではない領域とを区別できるように表示させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
6. 前記出力部は、
   前記乗員に要求する監視対象、監視手法、および監視領域のうち、少なくとも１つを出力する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
7. 前記自動運転制御部は、
   前記管理部により、前記車両の乗員が前記車両の周辺のうち一部について監視をしている状態であると判定された場合に、前記検知デバイスの状態が変化する前の運転モードを継続する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
8. 前記自動運転制御部は、
   前記管理部により、前記車両の乗員が前記車両の周辺のうち一部について監視をしていない状態であると判定された場合に、前記自動運転の度合が高い運転モードから前記自動運転の度合が低い運転モードに切り替える制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御システム。
9. 前記管理部は、
   前記検知デバイスの状態が変化する前の状態に戻った場合に、前記乗員による監視を解除する旨を示す情報を、前記出力部を制御して出力させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
10. 車載コンピュータが、
    自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行い、
    １以上の検知デバイスにより前記車両の周辺環境を検知し、
    前記１以上の検知デバイスの状態を管理し、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部を制御して出力させる、
    車両制御方法。
11. 車載コンピュータに、
    自動運転の度合が異なる複数の運転モードのいずれかを実施することで、車両の速度制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行わせ、
    １以上の検知デバイスにより前記車両の周辺環境を検知させ、
    前記１以上の検知デバイスの状態を管理し、前記１以上の検知デバイスの状態変化に応じて、前記車両の周辺のうち一部について前記車両の乗員に監視を行わせるための要求を、出力部を制御して出力させる、
    車両制御プログラム。

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