JPWO2018029758A1 - 自動運転車両の制御方法及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、手動運転から自動運転への切り替え時に、乗員の不安感を抑制することが可能な自動運転車両の制御方法及び制御装置を提供することにある。
その後、時刻t1で、後述する手法により求められる運転特性切替時間T2(以下、「切替時間T2」と略す)の間に、徐々に自動運転特性に変更し、時刻t2で自動運転特性に切り替える。ここで記述した自動運転特性とは、手動運転特性とは異なる運転特性のことである。この自動運転特性は、乗員の手動運転の特性を学習して設定するものでもよく、また走行シーン(一般道、高速道など)毎に設定されるものでもよく、従来からある自動運転の運転特性であればどのようなものでも構わない。図2では、自動運転車両の物理量として、車速(曲線q11)、及び車間距離(曲線q12)を例に挙げて示している。尚、図2においては、自動運転中における運転特性を手動運転特性から自動運転特性に切り替えるように記載したが、必ずしもそれに限らず、自動運転中の運転特性が、手動運転時の運転特性から、それとは異なる運転特性に変更されれば、運転特性の変更する方法は問わない。
図1に示すように、走行状況検出部1は、自車両の状況を検出する自車両状況検出部2と、周囲状況を検出する周囲状況検出部3を備えている。
個人適合運転特性判定部4は、手動運転学習部5と、手動運転特性設定部6を備えている。自動運転特性判定部8は、自動運転学習部9と、自動運転特性設定部10を備えている。
車両が走行している道路種別を特定し、道路種別ごとに乗員の運転特性を学習する。運転特性とは、乗員(例えば、運転者)が手動運転を実行する場合の、車速、平均車速、加速度、ヨーレート、ブレーキタイミング、車線変更時のタイミング、高速道路に進入するときの合流点、合流速度等である。そして、学習した運転特性に基づいて自動運転を実行することにより、自動運転が乗員の特徴に沿って実行されることになり、自動運転中に感じる乗員の違和感を抑制することができる。尚、学習された運転特性は、例えば、車速においては、車速50km/hといった1つの値としてもよく、30km/h〜60km/hといった範囲としても良い。また、運転特性は、確率密度分布などの関数を用いて表されるようにしても良い。尚、乗員が、自動運転中に運転特性の変更を指示した場合に、指示した運転特性を学習して、以降の自動運転の運転特性に反映させるようにしても良い。
図9は、2車線道路を巡航しているシーンを一例に、自動運転学習部9及び手動運転学習部5により自動運転特性、手動運転特性を運転特性データベース7に保存する処理を示す説明図である。図9のステップc1において、手動運転学習部5及び自動運転学習部9は、走行状況検出部1より各種の入力情報を取得する。具体的には、他車両との位置関係、制限速度等の道路情報、自車両の走行情報等を取得する。
こうして、自車両が自動運転中の自動運転特性、及び手動運転中の手動運転特性を学習により取得し、運転特性データベース7に保存することができる。
次に、図1に示した切替パラメータ設定部11について説明する。切替パラメータ設定部11は、不安感・物理量モデル記憶部12(モデル記憶部)と、パラメータ制御部13を備えている。不安感・物理量モデル記憶部12は、後述する不安感・物理量モデルを記憶する。
不安感・物理量モデル記憶部12は、自車両走行時の物理量と、乗員が感じる不安感との関係を示す不安感・物理量モデルを記憶する。図11は、不安感・物理量モデルを示す説明図である。周知のウィーバー・フェヒナー則によれば、グラフ61に示すように、車速(又は車間距離)と乗員の車速(又は車間距離)の知覚量は、曲線Q1のように変化することが知られている。グラフ61の横軸は車速(又は車間距離)、縦軸は車速(又は車間距離)の知覚量を示している。
図1に示すパラメータ制御部13には、機械学習により特定した道路種別に合わせて、運転特性データベース7に記憶されている手動運転特性、自動運転特性を抽出し、そして、図12に示すように、不安感・物理量モデルを参照することにより、乗員の不安感が入力される。そして、パラメータ制御部13は、入力された不安感に基づいて、維持時間T1、及び手動運転を自動運転に切り替える際に要する切替時間T2を設定する。尚、本実施形態においては、不安感・物理量モデル記憶部12に用いる不安感・物理量モデルは、道路種別ごとに設定するようにしても良い。
また、図13Bに示すように、車速が同一であっても道路幅に応じて一定時間内に増速可能な速度が決められる。曲線q2は、道路幅が狭い場合、曲線q3は道路幅が広い場合の車速と乗員が感じる不安感との関係を示すグラフである。
一方、現在の車間距離が40[m]である場合には、一定時間内に20[m]まで短くすることが許容される(矢印Y6参照)。
しかしながら、現在の車間距離が40[m]である場合に一定時間内に10[m]までに減少する場合は、不安感の変化量がX2+X2=2X2となり、X2を超えるため許容されない。
上述のように、維持時間T1、切替時間T2を設定することにより、乗員が感じる不安感を低減した運転特性の切り替えが可能となる。その結果、不安感を感じさせることを回避できる。
このような方法で、切替時間T2を設定することにより、乗員に過大な加速度を感じさせることなく増速することが可能となる。
また、同じ20[km/h]の増速であっても、40[km/h]から60[km/h]への増速は、80[km/h]から100[km/h]への増速よりも乗員の感じる不安感が大きいので、切替時間T2を相対的に長く設定することにより、不安感を低減する。
即ち、図21に示すように、自車両V1が地点P1を通過した時点で手動運転から自動運転に切り替えられた場合には、その後手動運転特性を維持する。そして、地点P2で自車両V1が停止した場合には、その後、自動運転特性に切り替える。こうすることにより、不要な運転特性の切り替えを回避できる。
次に、本実施形態に係る自動運転車両の制御装置の処理動作の一例を、図22に示すフローチャートを参照して説明する。
初めに、ステップS11において、周囲状況検出部3は、自車両の周囲状況を検出する。ステップS12において、自動運転学習部9は、検出した周囲状況を統計的に学習し、更に、ステップS13において、現在の走行状況を分類する。即ち、図7に示したように、高速道路走行中、一般道路走行中等の走行状況を分類する。
これと同時に、ステップS15において、自車両状況検出部2は、図3に示したように、現在の自車両状況を検出する。ステップS16において、手動運転学習部5は、乗員の運転特性を統計的に学習し、ステップS17において、走行状況に応じた手動運転特性を設定する。また、手動運転学習部5で学習した運転特性を、運転特性データベース7に記憶する。
その後、ステップS22において、パラメータ制御部13は、手動運転特性を用いて自動運転制御を実行する。
ステップS25において、パラメータ制御部13は、T2が経過したか否かを判断し、経過した場合には(ステップS25でYES)、自動運転制御を実行する。
次に、本実施形態の変形例について説明する。図23は、変形例を示す説明図である。図23に示すように、自車両V1が連続するカーブ路を通行する場合には、カーブの手前でブレーキ操作を行う。ブレーキ操作のタイミングは、手動運転による走行と自動運転特性による走行で異なる場合がある。図23において、符号x1〜x5は自動運転特性によるブレーキ操作のタイミングを示す。また、符号w1〜w5は、実際のブレーキ操作のタイミングを示す。この場合、ブレーキ操作のタイミングが自車両の物理量である。
2 自車両状況検出部
3 周囲状況検出部
4 個人適合運転特性判定部
5 手動運転学習部
6 手動運転特性設定部
7 運転特性データベース
8 自動運転特性判定部
9 自動運転学習部
10 自動運転特性設定部
11 切替パラメータ設定部
12 不安感・物理量モデル記憶部(モデル記憶部)
13 パラメータ制御部
32 車速センサ
33 加速度センサ
34 ステア角度センサ
35 車両間隔検出部
36 非車両検出部
37 周辺車両種類検出部
38 車線検出部
39 道路種類検出部
40 交通情報検出部
T1 手動特性維持時間(維持時間)
T2 運転特性切替時間(切替時間)
Claims (22)
- 自動で走行する時の運転特性を設定し、前記運転特性に基づいて車両を自動で走行させる自動運転と乗員の操作に応じて車両を走行させる手動運転の切り替えが可能な自動運転車両の制御方法であって、
手動運転から自動運転に切り替わった場合、手動運転時の運転特性である手動運転特性を維持して自動運転を実行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項1に記載の自動運転車両の制御方法において、
手動運転から自動運転に切り替わった場合、予め設定した手動特性維持時間だけ前記手動運転特性を維持して自動運転を実行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項2に記載の自動運転車両の制御方法において、
前記自動運転時の物理量を検出し、
前記物理量に基づいて、前記手動特性維持時間を設定すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項3に記載の自動運転車両の制御方法において、
前記物理量として車速を検出し、
前記車速が高いほど、前記手動特性維持時間を長くすることを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項3または4に記載の自動運転車両の制御方法において、
前記物理量として道路幅を検出し、
前記道路幅が狭いほど、前記手動特性維持時間を長くすることを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項3〜5のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
前記物理量として車間距離を検出し、
前記車間距離が短いほど、前記手動特性維持時間を長くすることを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項3〜6のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
前記物理量として、隣接車線に他車両が存在するか否か検出し、
前記他車両が存在する場合は、前記手動特性維持時間を長くすることを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項2〜7のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
前記自動運転時の乗員の不安感を検出し、
前記不安感に基づいて、前記手動特性維持時間を設定すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
手動運転時の運転特性を維持して自動運転を実行した後、手動運転特性とは異なる自動運転特性により自動運転を実行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9に記載の自動運転車両の制御方法において、
手動運転特性から自動運転特性に徐々に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9または10に記載の自動運転車両の制御方法において、
乗員の不安感の一定時間内の増加量が予め設定した第1閾値以下となるように、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜11のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
車速を検出し、
前記車速が低いほど、増速に要する時間が長くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行する
ことを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜12のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
道路幅を検出し、
前記道路幅が狭いほど、増速に要する時間が長くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行する
ことを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜13のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
車間距離を検出し、
前記車間距離が短いほど、先行車両への接近時間が長くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行する
ことを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜14のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
隣接車線に他車両が存在するか否か検出し、
前記隣接車線に他車両が存在する場合には、先行車両への接近時間が長くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行する
ことを特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜15のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
乗員の不安感の一定時間内の減少量が予め設定した第2閾値以上となるように、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜16のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
車速を検出し、
前記車速が高いほど、減速に要する時間が短くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜17のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
道路幅を検出し、
前記道路幅が広いほど、減速に要する時間が短くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜18のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
車間距離を検出し、
前記車間距離が長いほど、先行車両からの離脱時間が短くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜19のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
隣接車線に他車両が存在するか否か検出し、
前記隣接車線に他車両が存在しない場合には、先行車両からの離脱時間が短くなるように、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 請求項9〜20のいずれか1項に記載の自動運転車両の制御方法において、
手動運転から自動運転に切り替わる場合に、車両が停車したか否か判定し、
停車したと判定した場合は、手動運転特性から自動運転特性に移行すること
を特徴とする自動運転車両の制御方法。 - 自動で走行する時の運転特性を設定し、前記運転特性に基づいて車両を自動で走行させる自動運転と乗員の操作に応じて車両を走行させる手動運転の切り替えが可能な自動運転車両の制御装置であって、
手動運転から自動運転に切り替わった場合、手動運転の運転特性である手動運転特性を維持して自動運転を実行する構成を備えた自動運転車両の制御装置。
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