JPWO2018142458A1 - 自動運転制御装置 - Google Patents

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Abstract

車両の現在位置情報、車両の経路情報および車両の車両情報に基づいて、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングを判定するタイミング判定部(5)と、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定された場合に、車両の乗員の状態を示す乗員情報に基づいて、乗員の覚醒度を算出する覚醒度算出部(6)と、算出された覚醒度に基づいて、運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う権限移譲判定部(7)と、運転権限の移譲が可能でないと判定された場合に、手動運転に切り替える旨を車両の乗員に報知する前に、車両の車両状態を変化させる制御を行う車両状態制御部(8)とを備える。

Description

この発明は、自動運転を行う車両を制御する技術に関するものである。
自動運転と車両の運転者による手動運転とを相互に切り替えて走行可能な車両においては、自動運転による走行から手動運転による走行に切り替える制御が発生する。自動運転による走行を行っている場合、運転者の運転に対する注意力が低下している、または覚醒度が低下している可能性がある。そのため、装置は、自動運転による走行から手動運転による走行に切り替えるべき予定地点に車両が接近すると、装置は運転者に手動運転による走行に切り替えるように報知音を出力してから自動運転から手動運転に切り替える制御を行っている。
さらに、車両の自動運転から手動運転への不適切な切り替わりを抑制するため、例えば特許文献1に記載された車両制御装置では、車両の自動走行中における運転者の手動運転適応度を演算し、手動運転適応度が低いほど報知タイミングが早くなるように報知タイミングを設定している。このように、運転者の手動運転適応度に応じて自動運転から手動運転への切り替えを報知するタイミングを変化させている。
特開2016−38768号公報
しかしながら、上述した特許文献1に開示された技術において、運転者の覚醒度が低い状態で報知音を出力すると、運転者を当該報知音で驚かせる、または運転者が自動運転から手動運転に切り替わることを即座に認識することができないという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、自動運転から手動運転への切り替えが発生することを乗員に報知する前に、乗員を驚かせることなく覚醒させることを目的とする。
この発明に係る自動運転制御装置は、自動運転を行う車両の運転権限を運転者に移譲して当該運転者による手動運転に切り替える旨を、車両の乗員に報知する制御を行う自動運転制御装置において、車両の現在位置情報、車両の経路情報および車両の車両情報に基づいて、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングを判定するタイミング判定部と、タイミング判定部が運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した場合に、車両の乗員の状態を示す乗員情報に基づいて、乗員の覚醒度を算出する覚醒度算出部と、覚醒度算出部が算出した覚醒度に基づいて、運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う権限移譲判定部と、権限移譲判定部が、運転権限の移譲が可能でないと判定した場合に、手動運転に切り替える旨を車両の乗員に報知する前に、車両の車両状態を変化させる制御を行う車両状態制御部とを備えるものである。
この発明によれば、自動運転から手動運転への切り替えが発生することを乗員に報知する前に、乗員を驚かせることなく覚醒させることができる。
実施の形態1に係る自動運転制御装置の構成を示すブロック図である。 図2A、図2Bは、実施の形態1による自動運転制御装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態1に係る自動運転制御装置の車両状態制御部に設定された変更パターンの一例を示す図である。 実施の形態1に係る自動運転制御装置の動作を示すフローチャートである。 図5A、図5Bは、実施の形態1に係る自動運転制御装置の車両状態制御部に設定された変更パターンのその他の例を示す図である。 実施の形態2に係る自動運転制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態2に係る自動運転制御装置の緊急度算出部が参照する運転権限の移譲の緊急度の一例を示す図である。 図8A、図8Bは、実施の形態2に係る自動運転制御装置の車両状態制御部に設定された変更パターンの一例を示す図である。 実施の形態2に係る自動運転制御装置の動作を示すフローチャートである。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る自動運転制御装置100の構成を示すブロック図である。
自動運転制御装置100は、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9を備える。車両状態制御部9は、走行条件決定部10、車両制御部11、シート動作条件決定部12、シート稼働制御部13、音響条件決定部14、音響制御部15、空調条件決定部16および空調制御部17を備える。
図1に示すように、自動運転制御装置100には、自動運転ECU200、車両ECU300、シート稼働装置400、音響機器500、空調機器600、窓開閉装置700等が接続される。自動運転ECU200は、車両の自動運転を制御する。車両ECU300は、車両の走行速度、加速度および操舵角度等を制御する。シート稼働装置400は、車両内の乗員が着座するシートを稼働させる。音響機器500は、例えばスピーカ等で構成され、車両内に音および音声を出力する。空調機器600は、例えばエアコンで構成され、車両内の空気を調和する。窓開閉装置700は、車両の窓を開閉させる。
位置情報取得部1は、GPS受信機(図示しない)等が受信した車両の現在位置情報を取得する。位置情報取得部1は、取得した車両の現在位置情報をタイミング判定部5に出力する。
経路情報取得部2は、車両に搭載されたナビゲーション装置(図示しない)等から、経路情報を取得する。経路情報は、車両が目的地まで走行予定である経路を示す情報、当該経路における自動運転区間を示す情報、当該経路および当該経路の周囲の渋滞情報および事故情報等で構成される。経路情報取得部2は、取得した経路情報をタイミング判定部5に出力する。
車両情報取得部3は、車両に搭載された車両センサ(図示しない)等から、車両情報を取得する。車両センサは、車両を監視対象としたセンサ類であり、現在位置を把握するためのGPS、走行ルートを把握するカーナビおよび地図データベース、車両の周囲状況を把握するカメラ、レーダおよびソナー等、また、車両自体の状態を把握するための、車速センサ、速度計、水温/油温計および走行ログ等である。
車両情報は、例えば、車両の走行速度を示す車速情報、車両の加速度を示す加速度情報、車両の周囲を撮像した撮像画像、車両と前方車両との車間距離、車両の走行ログ情報、および車両の水温情報および油温情報等である。車両情報取得部3は、取得した車両情報をタイミング判定部5に出力する。
乗員情報取得部4は、車両に搭載された着圧センサ、カメラ、サーモセンサ、マイク、および生体センサ等から、乗員情報を取得する。乗員情報は、例えば着圧センサが検知した乗員の着座位置および体格等を示す情報、カメラが検知した乗員の着座位置、体格、体勢、顔の位置、顔の向き、目の開閉時間および視線位置等を示す情報、サーモセンサが検知した乗員の着座位置および体温を示す情報、マイクが検知した乗員の着座位置、性別、年齢および感情等を示す情報、生体センサが検知した乗員の心拍および脳波等を示す情報等である。乗員情報取得部4は、取得した乗員情報を覚醒度算出部6に出力する。ここで、乗員には少なくとも車両の運転者が含まれ、当該運転者の他に同乗者が含まれてもよいものとする。
タイミング判定部5は、位置情報取得部1が取得した車両の現在位置情報、経路情報取得部2が取得した経路情報、および車両情報取得部3が取得した車両情報を参照し、自動運転で走行中の車両の運転権限を運転者に移譲して手動運転に切り替える準備を行うタイミングであるか否か判定を行う。タイミング判定部5は、運転権限を運転者に移譲して手動運転に切り替える準備を行うタイミングであると判定した場合に、当該判定結果を覚醒度判定部6に通知する。
タイミング判定部5が判定する準備を行うタイミングは、例えば自動運転で走行中の高速道路から、手動運転での走行が必要な一般道に降りる地点、自動運転で走行中の車両の前方に悪路が存在する、落下物が存在する、事故車両が存在する、車両がオーバーヒートする等車両の不調が発生した等の手動運転への切り替えが必要であると予め設定された条件が発生している地点から、予め設定された距離前のタイミング、または予め設定された時間前のタイミングである。予め設定された距離前または予め設定された時間前のタイミングとは、乗員を覚醒させる処理を行うのに要する距離または時間を考慮したタイミングである。
覚醒度算出部6は、タイミング判定部5から判定結果が通知されると、乗員情報取得部4が取得した乗員情報に基づいて、乗員の覚醒度を算出する。なお、覚醒度算出部6は、乗員のうち少なくとも運転者の覚醒度を算出すればよい。覚醒度算出部6は、乗員情報を参照し、例えば、目の閉じている時間の割合が高いければ寝ている、視線方向が長時間同じであるとぼんやりしている等と判断し、覚醒度を低く算出する。また、覚醒度算出部6は、乗員情報を参照し、例えば、乗員が盛んに動く、顔方向および視線方向がキョロキョロする、および同乗者と盛んに会話している場合であれば、運転以外のことに気を取られてはいるが覚醒度は高いと判断し、高い覚醒度を算出する。覚醒度算出部6は、算出した覚醒度を権限移譲判定部7に出力する。覚醒度算出部6が、運転者に加えて他の乗員の覚醒度を算出した場合、乗員毎に個別の覚醒度を算出してもよいし、全ての乗員をまとめて車両全体の覚醒度として算出してもよい。
権限移譲判定部7は、覚醒度算出部6が算出した覚醒度を参照し、当該覚醒度が予め設定された閾値以上であるか否か判定を行う。覚醒度が予め設定された閾値以上である場合には、権限移譲判定部7は、権限切替制御部8に対して、運転権限の移譲が可能であることを通知する。一方、覚醒度が予め設定された閾値未満である場合には、権限移譲判定部7は、車両状態制御部9に対して車両状態の制御を指示する。
権限切替制御部8は、権限移譲判定部7から運転権限の移譲が可能であることを通知されると、自動運転ECU200(Electronic Control Unit)に対して運転権限を運転者に切り替えるための制御を行うように指示する。運転権限を運転者に切り替えるための制御とは、実際に運転権限を切り替えるタイミングに到達した際に、運転権限の切り替えが発生することを乗員に通知するための報知音または報知音声を出力する制御、および車両の制御を手動に切り替える制御等である。自動運転ECU200は、当該指示に基づいて、運転権限を切り替えるタイミングに到達した場合に、報知音または報知音声を出力する制御、および車両の制御を手動に切り替える制御等を行う。実際に運転権限を切り替えるタイミングに到達したか否かの判定は、権限切替制御部8または自動運転ECU200において行う。
車両状態制御部9は、権限移譲判定部7から車両状態の制御を指示されると、車両状態の変更条件を示した変更パターンを決定する。車両状態制御部9は、決定した変更パターンに基づいて、走行条件決定部10、シート動作条件決定部12、音響条件決定部14および空調条件決定部16の少なくともいずれかに対して、制御条件の変更を指示する。
走行条件決定部10は、後述する車両制御部11が制御する車両ECU300の現在の車両の走行条件を参照し、当該走行条件の変更を決定する。走行条件決定部10は、走行条件の変更として、例えば、車両の走行速度、加速度および操舵方法の少なくともいずれかを変更する。走行条件決定部10は、決定した走行条件を車両制御部11に出力する。
具体的には、走行条件決定部10は、車両の走行速度を急激に上げるまたは下げる走行条件に変更し、乗員に車両の加速または減速を体感させる走行条件を決定する。また、走行条件決定部10は、車両の操舵方法を緩やかなハンドル操作から急激なハンドル操作を行う走行条件に変更し、乗員にゆったりした走行からアクティブな走行に変化したことを体感させる走行条件を決定する。
このように、走行条件決定部10は、車両の実際の走行に変化を与え、乗員に車両の走行に変化が生じたこと、即ち車両の走行の不連続性を体感させる走行条件を決定する。
車両制御部11は、走行条件決定部10が決定した走行条件に基づいて、接続された車両駆動装置を制御する。
シート動作条件決定部12は、後述するシート稼働制御部13が制御するシート稼働装置400の現在の稼働条件を参照し、当該稼働条件の変更を決定する。シート動作条件決定部12は、稼働条件の変更として、例えば、乗員が着座するシートをスイングさせる、シートに振動を与える、シートを膨張させるおよびシートを収縮させるの少なくともいずれかに変更する。シートのスイング方向は、車両の上下方向、左右方向および前後方向いずれであってもよい。シート動作条件決定部12は、決定した走行条件をシート稼働制御部13に出力する。
また、シート動作条件決定部12は、シートに着座した乗員が、車両の走行条件の変化、例えば車両の走行速度の変化、加速度の変化、操舵方法の変化等を、擬似的に体感できるように、シートをスイングさせる、シートを振動させる等の変更を行ってもよい。これにより、乗員は、実際には車両の走行に変化は発生していないが、擬似的に車両の加速を体感したり、擬似的に車両の走行中の振動の変化を体感することができる。
このように、シート動作条件決定部12は、シートの稼働条件に変化を与え、車両内の環境の不連続性を体感させる稼働条件を決定する。また、シート動作条件決定部12は、シートの稼働条件に変化を与え、擬似的な車両の走行の不連続性を体感させる稼働条件を決定する。
シート動作条件決定部12は、覚醒させたい乗員が着座するシートのみに対して、上述した制御を行うように構成してもよい。
シート稼働制御部13は、シート動作条件決定部12が決定した稼働条件に基づいて、接続されたシート稼働装置400を制御する。
音響条件決定部14は、後述する音響制御部15が制御する音響機器500の現在の音響条件を参照し、当該音響条件の変更を決定する。音響条件決定部14は、乗員に車両状態の不連続性を感じさせる音響条件に変更する。音響条件決定部14は、注意喚起音、権限移譲報知音および目的地到着通知音等の音響条件の変更として、例えば、メロディーラインを流す、覚醒を促す音声を流す、現在出力している音の音色を変更する等の変更を行う。ここで、注意喚起音とは、運転権限の移譲に関係しない、何らかの注意喚起を行う場合(例えば、工事現場が存在することを通知する場合、燃料が少なくなっていることを通知する場合など)に発する音である。また、権限移譲通知音とは、自動運転による走行から手動運転による走行に切り換える際に報知する音である。音響条件決定部14は、決定した音響条件を音響制御部15に出力する。
また、音響条件決定部14は、乗員が車両の走行条件の変化、例えば車両の走行速度の変化、加速度の変化、操舵方法の変化等を、擬似的に体感できるように、エンジン音、風切音および走行時に発生する騒音等を出力する音響条件に変更してもよい。これにより、乗員は、実際には車両の走行は変化していないが、擬似的に走行条件の変化を体感することができる。
このように、音響条件決定部14は、音響条件に変化を与え、車両内の音の不連続性を体感させる音響条件を決定する。また、音響条件決定部14は、音響条件に変化を与え、擬似的な車両の走行の不連続性を体感させる音響条件を決定する。
音響条件決定部14は、覚醒させたい乗員のみに対して指向性を有する音を出力する音響条件を決定するように構成してもよい。これにより、特定の乗員のみに音響条件の変化を与えることができる。
音響制御部15は、音響条件決定部14が決定した音響条件に基づいて、接続された音響機器500を制御する。
空調条件決定部16は、後述する空調制御部17が制御する空調機器600の現在の空調条件、および窓開閉装置700の現在の窓の開閉条件を参照し、当該空調条件の変更を決定する。空調条件決定部16は、空調条件の変更として、例えば、設定温度、風向、風量、吹出し位置、窓の開閉、外気導入の有無等の変更を行う。空調条件決定部16は、決定した空調条件を、空調制御部17に出力する。
また、空調条件決定部16は、乗員が車両の走行条件の変化、例えば車両の走行速度の変化、加速度の変化、操舵方法の変化等を、擬似的に体感できるように、設定温度、風向、風量等を変更してもよい。これにより、乗員は、実際には車両の走行は変化していないが、擬似的に走行条件の変化を体感することができる。
このように、空調条件決定部16は、空調条件に変化を与え、車両内の環境の不連続性を体感させる空調条件を決定する。また、空調条件決定部16は、空調条件に変化を与え、擬似的な車両の走行の不連続性を体感させる空調条件を決定する。
空調条件決定部16は、覚醒させたい乗員のみに対して風を当てる、運転席の窓のみを開ける空調条件を決定するように構成してもよい。これにより、特定の乗員のみに空調条件の変化を与えることができる。
空調制御部17は、空調条件決定部16が決定した空調条件に基づいて、接続された空調機器600、窓開閉装置700を制御する。
なお、走行条件決定部10は、車両の実際の走行に変化を与えるため、車両の乗員全員に対して変化が与えられる。しかし、シート動作条件決定部12およびシート稼働制御部13を用いて、特定の乗員が着座しているシートの稼働条件を変化させて車両の走行の変化を打ち消す稼働条件を決定しシート稼働装置400を制御してもよい。これにより、擬似的に特定の乗員に対してのみ、車両の走行の変化を与えることができる。
次に、自動運転制御装置100のハードウェア構成例を説明する。
図2A、図2Bは、実施の形態1による自動運転制御装置100のハードウェア構成例を示す図である。
自動運転制御装置100における、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9は、図2Aに示すように専用のハードウェアである処理回路100aであってもよいし、図2Bに示すようにメモリ100cに格納されているプログラムを実行するプロセッサ100bであってもよい。
図2Aに示すように、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9が専用のハードウェアである場合、処理回路100aは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit),FPGA(Field-programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて1つの処理回路で実現してもよい。
図2Bに示すように、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9がプロセッサ100bである場合、各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ100cに格納される。プロセッサ100bは、メモリ100cに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9の各機能を実現する。即ち、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9は、プロセッサ100bにより実行されるときに、後述する図4に示す各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ100cを備える。また、これらのプログラムは、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
ここで、プロセッサ100bとは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などのことである。
メモリ100cは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ミニディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクであってもよい。
なお、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3、乗員情報取得部4、タイミング判定部5、覚醒度算出部6、権限移譲判定部7、権限切替制御部8および車両状態制御部9の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、自動運転制御装置100における処理回路100aは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
上述のように、車両状態制御部9は、権限移譲判定部7から車両状態の制御を指示されると、走行条件決定部10、シート動作条件決定部12、音響条件決定部14および空調条件決定部16のいずれに対して、制御条件の変更を指示するかを決定する。車両状態制御部9には、いずれの制御条件を変更するかを示した変更パターンが予め設定されているものとする。図3は、実施の形態1に係る自動運転制御装置100の車両状態制御部9に設定される変更パターンの一例を示した図である。
車両状態制御部9には、図3で示したパターンA、パターンB、パターンCのいずれかの変更パターンが設定されているものとする。変更パターンは、固定値として設定されてもよいし、ユーザや装置設計者等が任意に選択して設定してもよい。
図3は、パターンA、パターンB、パターンCの3つの変更パターンの制御条件を示している。各パターンのうち、いずれかのパターンが各自動運転制御装置に固定値として設定されてもよいし、ユーザが任意にいずれかのパターンを選択して設定しておいてもよい。
車両状態制御部9は、例えば変更パターンとしてパターンAが設定されていた場合には、空調条件決定部16および音響条件決定部14に対して、制御条件の変更を指示する。
次に、自動運転制御装置100の動作について説明する。
図4は、実施の形態1に係る自動運転制御装置100の動作を示すフローチャートである。
図4のフローチャートにおいて、位置情報取得部1、経路情報取得部2、車両情報取得部3および乗員情報取得部4は、それぞれ、常時対応する情報を取得しているものとして説明する。また、車両が自動運転で走行中であるものとする。
タイミング判定部5は、位置情報取得部1が取得した車両の現在位置情報と、経路情報取得部2が取得した経路情報、および車両情報取得部3が取得した車両情報を参照し、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであるか否か判定を行う(ステップST1)。
運転権限を移譲する準備を行うタイミングでない場合(ステップST1;NO)、ステップST1の判定処理を繰り返す。一方、運転権限を移譲する準備を行うタイミングである場合(ステップST1;YES)、タイミング判定部5は、運転権限を移譲する準備を行うタイミングであるとの判定結果を覚醒度算出部6に出力する(ステップST2)。
覚醒度算出部6は、ステップST2の判定結果が入力されると、乗員情報取得部4が取得した乗員情報に基づいて、運転者の覚醒度を算出する(ステップST3)。覚醒度算出部6は、算出した覚醒度を権限移譲判定部7に出力する(ステップST4)。
権限移譲判定部7は、ステップST4で入力された覚醒度を参照し、覚醒度が予め設定された閾値以上であるか否か判定を行う(ステップST5)。覚醒度が閾値以上であった場合(ステップST5;YES)、権限移譲判定部7は、運転者が覚醒していると判断し、権限切替制御部8に対して運転権限の移譲が可能であることを通知する(ステップST6)。権限切替制御部8は、ステップST6の通知に基づいて、運転権限を運転者に切り替えるための制御を自動運転ECU200に対して指示し(ステップST7)、処理を終了する。
一方、覚醒度が閾値未満であった場合(ステップST5;NO)、権限移譲判定部7は、運転者が覚醒してないと判断し、車両状態制御部9に対して車両状態の制御を指示する(ステップST8)。車両状態制御部9は、ステップST8で入力された車両状態の制御指示が入力されると、設定されている変更パターンに基づいて車両状態の制御条件を決定する(ステップST9)。
車両状態制御部9は、ステップST9で決定した車両状態の制御条件に基づいて、走行条件決定部10、シート動作条件決定部12、音響条件決定部14および空調条件決定部16の少なくともいずれかに、制御条件の変更を指示する(ステップST10)。以下では、車両状態制御部9が走行条件決定部10に対して、制御条件の変更を指示したものとして説明する。
走行条件決定部10は、ステップST10の指示に基づいて、車両ECU300から現在の走行条件を取得する(ステップST11)。走行条件決定部10は、ステップST11で取得した現在の走行条件の変更を決定し、変更後の走行条件を車両制御部11に出力する(ステップST12)。車両制御部11は、ステップST12で入力された走行条件に基づいて、車両ECU300を制御する(ステップST13)。その後、フローチャートはステップST1の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
上述したフローチャートでは、ステップST11からステップST13の処理を、走行条件決定部10が行う場合を示したが、当該処理は車両状態制御部9から制御条件の変更を指示された走行条件決定部10、シート動作条件決定部12、音響条件決定部14および空調条件決定部16の少なくともいずれか1つの構成が行う処理である。
上述した構成に加えて、車両状態制御部9が、覚醒度算出部6が算出した覚醒度に基づいて、車両状態の制御条件を決定する構成としてもよい。車両状態制御部9は、覚醒度算出部6が算出した覚醒度を、権限移譲判定部7を介して取得するものとする。また、車両状態制御部9には、例えば図5A、図5Bで示す変更パターンが設定されているものとする。
図5A、図5Bは、実施の形態1に係る自動運転制御装置100の車両状態制御部9に設定される変更パターンのその他の例を示した図である。
車両状態制御部9には、図5A、図5Bで示したパターンA、パターンB、パターンCのいずれかの変更パターンが設定されているものとする。変更パターンは、固定値として設定されてもよいし、ユーザや装置設計者等が任意に選択して設定してもよい。
図5Aは、車両状態制御部9が、入力された覚醒度に応じて、制御条件を決定する変更パターンを示している。
例えば、パターンAでは、覚醒度が高い場合に、空調機器600の制御条件の変更を指示し、覚醒度が低い場合には、シート稼働装置400における振動の制御条件の変更を指示することを示している。
また、パターンCでは、覚醒度が高い場合に、シート稼働装置400における振動を弱い振動とする制御条件の変更を指示し、覚醒度が低い場合に、シート稼働装置400における振動を強い振動とする制御条件の変更を指示することを示している。
車両状態制御部9が、例えば変更パターンがパターンAの覚醒度「低」であると決定した場合には、シート動作条件決定部12に対して、制御条件の変更を指示する。
図5Bは、車両状態制御部9が、入力された覚醒度が高いか、低いか、中程度であるかに応じて、車両状態の制御条件を決定する変更パターンを示している。
例えば、パターンAでは、覚醒度が高い場合に、空調機器600の制御条件の変更を指示し、覚醒度が中程度である場合に、音響機器500の制御条件の変更を指示し、覚醒度が低い場合には、シート稼働装置400における振動の制御条件の変更を指示することを示している。
車両状態制御部9が、例えば変更パターンがパターンAの覚醒度「中」であると決定した場合には、音響条件決定部14に対して、制御条件の変更を指示する。
図5A、図5Bに示した変更パターンに基づいて、車両状態制御部9は覚醒度に応じて、車両状態を変化させる、車両状態を変化させる手法の組み合わせを変える、車両状態を変化させる強さを変えることができる。
次に、車両状態制御部9が、覚醒度算出部6が算出した覚醒度に基づいて、車両状態の車両状態制御部9を決定する場合の動作について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。
権限移譲判定部7は、ステップST8において、運転者が覚醒してないと判断し、車両状態制御部9に対して車両状態の制御を指示する際に、覚醒度も出力する。車両状態制御部9は、ステップST9において、ステップST8で入力された覚醒度に基づいて車両状態の制御条件を決定する。
車両状態制御部9が、覚醒度に応じて車両状態の制御条件を決定することにより、乗員の状態に適した制御条件を決定することができる。これにより、乗員が車両状態の不連続性を認識し易くなる。
以上のように、この実施の形態1によれば、車両の現在位置情報、車両の経路情報および車両の車両情報に基づいて、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングを判定するタイミング判定部5と、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定された場合に、車両の乗員の状態を示す乗員情報に基づいて、乗員の覚醒度を算出する覚醒度算出部6と、算出された覚醒度に基づいて、運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う権限移譲判定部7と、運転権限の移譲が可能でないと判定された場合に、手動運転に切り替える旨を車両の乗員に報知する前に、車両の車両状態を変化させる制御を行う車両状態制御部9とを備えるように構成したので、運転権限の切り替えの発生を乗員に報知する前に、車両状態の変化を乗員に体感させて、乗員を驚かせることなく緩やかに覚醒させることができる。
また、この実施の形態1によれば、車両状態制御部9は、車両の車両状態を変化させ、車両状態の不連続性を前記乗員に体感させる制御を行うように構成したので、乗員を驚かせることなく緩やかに覚醒させることができる。
また、この実施の形態1によれば、車両状態制御部9は、車両の車両状態を変化させ、車両状態の不連続性を乗員に擬似的に体感させる制御を行うように構成したので、実際の車両走行条件を変化させずに、乗員を驚かせることなく緩やかに覚醒させることができる。
また、この実施の形態1によれば、車両状態制御部9は、覚醒度に基づいて、前記車両の車両状態を変化させる制御を行うように構成したので、乗員の状態に合わせて適切に乗員の覚醒度を上げることができる。
また、この実施の形態1によれば、音響条件決定部14を、覚醒させたい乗員のみに対して指向性を有する音を出力する音響条件を決定するように構成した場合、特定の乗員のみに音響条件の変化を与えることができる。
また、空調条件決定部16を、覚醒させたい乗員のみに対して風を当てる、運転席の窓のみを開ける空調条件を決定するように構成した場合、特定の乗員のみに空調条件の変化を与えることができる。
また、シート動作条件決定部12およびシート稼働制御部13を、特定の乗員が着座しているシートの稼働条件を変化させて車両の走行の変化を打ち消す稼働条件を決定してシート稼働装置400を制御するように構成した場合、擬似的に特定の乗員に対してのみ、車両の走行の変化を与えることができる。
なお、上述した実施の形態1において、タイミング判定部5のタイミング判定処理と、覚醒度算出部6の覚醒度算出処理を並行して行ってもよい。この場合、権限移譲判定部7は、タイミング判定部5から判定結果が入力され、覚醒度算出部6から乗員の覚醒度が入力された場合に、運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う。
実施の形態2.
この実施の形態2では、車両状態の制御条件を運転権限の移譲の緊急度に応じて決定する構成を示す。
図6は、実施の形態2に係る自動運転制御装置100Aの構成を示すブロック図である。
実施の形態2に係る自動運転制御装置100Aは、実施の形態1で示した自動運転制御装置100に緊急度算出部18を追加して構成している。また自動運転制御装置100のタイミング判定部5、権限移譲判定部7および車両状態制御部9に替えて、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび車両状態制御部9aを備えて構成している。
以下では、実施の形態1に係る自動運転制御装置100の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態1で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
タイミング判定部5aは、実施の形態1と同様に判定処理を行い、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した場合に、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した事由(以下、判定事由と記載する)を取得する。タイミング判定部5aは、タイミングの判定結果を覚醒度算出部6に出力し、タイミングの判定事由を権限移譲判定部7に出力する。
タイミング判定部5aが取得する判定事由とは、例えば「自動運転道路から一般道路への移行」または「車両前方落下物あり」等である。
権限移譲判定部7aは、覚醒度算出部6が算出した覚醒度が予め設定された閾値未満である場合に、緊急度算出部18に対して運転権限の移譲ができないことを通知する。権限移譲判定部7aは、当該通知と合わせて、タイミング判定部5aから入力された判定事由も通知する。
緊急度算出部18は、権限移譲判定部7aから入力された判定事由を参照し、運転権限の移譲が緊急を要しているか否かを示す緊急度を算出する。緊急度算出部18は、判定事由が、例えば「自動運転道路から一般道路への移行」である場合には、予め実際に運転権限を移譲する地点が分かっていることから、運転権限の移譲の緊急度は低いと判定する。一方、緊急度算出部18は、判定事由が、例えば「車両前方落下物があり」である場合には、即座に当該落下物を回避する動作が必要であることから、運転権限の移譲の緊急度は高いと判定する。
なお、上述した例えば「車両前方落下物があり」との判定は、タイミング判定部5が、車両情報取得部3が取得した車両の周囲を撮像した撮像画像を参照して行う。
緊急度算出部18は、例えば図7に示すような走行状態と運転権限の移譲の緊急度とを示すテーブルを参照し、判定事由に応じた運転権限の移譲の緊急度を算出してもよい。
図7は、実施の形態2に係る自動運転制御装置100Aの緊急度算出部18が参照する運転権限の移譲の緊急度の一例を示した図である。
図7に示すように、テーブルは、車両の走行状況と、当該走行状況に対応付けられた緊急度とで構成されている。
例えば、走行状況が「自動運転道路から一般道路への移行」の場合には、緊急度「1」が対応付けられている。また、走行状況が「前方落下物あり」の場合には、緊急度「5」が対応付けられている。
緊急度算出部18は、当該テーブルを記憶領域(図示せず)記憶しておき、参照してもよい、外部の記憶領域(図示せず)に蓄積されたテーブルを参照してもよい。
緊急度算出部18は、算出した運転権限の移譲の緊急度と、車両状態の制御指示を、車両状態制御部9aに出力する。車両状態制御部9aは、緊急度算出部18から車両状態の制御指示が入力されると、運転権限の移譲の緊急度に基づいて、車両状態の制御条件を決定する。車両状態制御部9aは、決定した車両状態の制御条件に基づいて、走行条件決定部10、シート動作条件決定部12、音響条件決定部14および空調条件決定部16の少なくともいずれかに制御条件の変更を指示する。
車両状態制御部9aには、運転権限の移譲の緊急度に応じて車両状態の制御条件が決定される変更パターンが設定されている。
図8A、図8Bは、実施の形態2に係る自動運転制御装置100Aの車両状態制御部9aに設定される変更パターンの一例を示した図である。
車両状態制御部9aには、図8A、図8Bで示したパターンA、パターンB、パターンCのいずれかの変更パターンが設定されているものとする。変更パターンは、固定値として設定されてもよいし、ユーザや装置設計者等が任意に選択して設定してもよい。
図8Aは、運転権限の移譲の緊急度が、高いか低いかに応じて、制御条件を決定する変更パターンを示している。
例えば、パターンAでは、運転権限の移譲の緊急度が高い場合に、シート稼働装置400における振動の制御条件の変更を指示し、運転権限の移譲の緊急度が低い場合に、空調機器600の制御条件の変更を指示することを示している。
また、パターンCでは、運転権限の移譲の緊急度が高い場合に、シート稼働装置400における振動を強い振動とする制御条件の変更を指示し、運転権限の移譲の緊急度が低い場合に、シート稼働装置400における振動を弱い振動とする制御条件の変更を指示することを示している。
車両状態制御部9aが、例えば変更パターンがパターンAの運転権限の移譲の緊急度「高」であると決定した場合には、シート動作条件決定部12に対して、制御条件の変更を指示する。
図8Bは、運転権限の移譲の緊急度が、高いか、低いか、中程度であるかに応じて、制御条件を決定する変更パターンを示している。
例えば、パターンAでは、運転権限の移譲の緊急度が高い場合に、シート稼働装置400における振動の制御条件の変更を指示し、運転権限の移譲の緊急度が中程度である場合に、音響機器500の制御条件の変更を指示し、運転権限の移譲の緊急度が低い場合には、空調機器600の制御条件の変更を指示することを示している。
車両状態制御部9aが、例えば変更パターンがパターンAの運転権限の移譲の緊急度「中」であると決定した場合には、音響条件決定部14に対して、制御条件の変更を指示する。
図8A、図8Bに示した変更パターンに基づいて、車両状態制御部9aは運転権限の移譲の緊急度に応じて、車両状態を変化させる、車両状態を変化させる手法の組み合わせを変える、車両状態を変化させる強さを変えることができる。
次に、自動運転制御装置100Aのハードウェア構成例を説明する。なお、実施の形態2の自動運転制御装置100Aのハードウェア構成例を示す図は、実施の形態1で示した図2Aおよび図2Bと同一であることから、図示を省略する。また、実施の形態1と同一の構成の説明も省略する。
自動運転制御装置100Aにおけるタイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18は、図2Aに示すように専用のハードウェアである処理回路100aであってもよいし、図2Bに示すようにメモリ100cに格納されているプログラムを実行するプロセッサ100bであってもよい。
また、図2Bに示すように、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18がプロセッサ100bである場合、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ100cに格納される。プロセッサ100bは、メモリ100cに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18の機能を実現する。即ち、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18は、プロセッサ100bにより実行されるときに、後述する図9に示す各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ100cを備える。また、これらのプログラムは、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
なお、タイミング判定部5a、権限移譲判定部7aおよび緊急度算出部18の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、自動運転制御装置100Aにおける処理回路100aは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
次に、自動運転制御装置100Aの動作について説明する。
図9は、実施の形態2に係る自動運転制御装置100Aの動作を示すフローチャートである。なお、以下では実施の形態1に係る自動運転制御装置100と同一のステップには図4で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
タイミング判定部5aが、運転権限を移譲する準備を行うタイミングであると判定した場合(ステップST1;YES)、運転権限を移譲する準備を行うタイミングであるとの判定結果を覚醒度算出部6に出力し、判定事由を権限移譲判定部7aに出力する(ステップST21)。覚醒度算出部6はST21の判定結果が入力されると、運転者の覚醒度を算出し(ステップST3)、権限移譲判定部7aに出力する(ステップST4)。
権限移譲判定部7aは、ステップST4で入力された覚醒度を参照し、覚醒度が予め設定された閾値以上であるか否か判定を行う(ステップST5)。覚醒度が閾値以上であった場合(ステップST5;YES)、ステップST6およびステップST7の処理を行う。
一方、覚醒度が閾値未満であった場合(ステップST5;NO)、権限移譲判定部7aは、運転者が覚醒してないと判定し、当該判定結果と、ステップST21で入力された判定事由とを緊急度算出部18に出力する(ステップST22)。緊急度算出部18は、ステップST22で入力された判定事由を参照し、運転権限の移譲の緊急度を算出する(ステップST23)。緊急度算出部18は、ステップST23で算出した運転権限の移譲の緊急度と、車両状態の制御指示を車両状態制御部9aに出力する(ステップST24)。
車両状態制御部9aは、ステップST24で車両状態の制御指示が入力されると、運転権限の移譲の緊急度に基づいて、車両状態の制御条件を決定する(ステップST25)。車両状態制御部9aは、ステップST25で決定した車両状態の制御条件に基づいて、走行条件決定部10、シート動作条件決定部12、音響条件決定部14および空調条件決定部16の少なくともいずれかに、制御条件の変更を指示する(ステップST10)。その後、ステップST11からステップST13の処理を行う。
以上のように、この実施の形態2によれば、タイミング判定部5aが運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した判定事由に基づいて、前記運転権限の移譲を行う緊急度を算出する緊急度算出部18を備え、車両状態制御部9aは、算出された前記緊急度に基づいて、前記車両の車両状態を変化させる制御を行うするように構成したので、走行状況に合わせて適切に乗員の覚醒度を上げることができる。
なお、上述した実施の形態2において、タイミング判定部5aのタイミング判定処理と、覚醒度算出部6の覚醒度算出処理を並行して行ってもよい。この場合、権限移譲判定部7は、タイミング判定部5aから判定結果および判定事由が入力され、覚醒度算出部6から乗員の覚醒度が入力された場合に、運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う。
上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
この発明に係る自動運転制御装置は、運転権限の切り替えの発生を乗員に報知する前に車両状態の変化を乗員に体感させて覚醒度を上げることが可能なため、自動運転を行う車両に適用し、乗員に負担を与えることなく自動運転から手動運転へ切り替える制御を行うのに用いるのに適している。
1 位置情報取得部、2 経路情報取得部、3 車両情報取得部、4 乗員情報取得部、5,5a タイミング判定部、6 覚醒度算出部、7,7a 権限移譲判定部、8 権限切替制御部、9,9a 車両状態制御部、10 走行条件決定部、11 車両制御部、12 シート動作条件決定部、13 シート稼働制御部、14 音響条件決定部、15 音響制御部、16 空調条件決定部、17 空調制御部、18 緊急度算出部、100、100A 自動運転制御装置、200 自動運転ECU、300 車両ECU、400 シート稼働装置、500 音響機器、600 空調機器、700 窓開閉装置。
この発明に係る自動運転制御装置は、自動運転を行う車両の運転権限を運転者に移譲して当該運転者による手動運転に切り替える旨を、車両の乗員に報知する制御を行う自動運転制御装置において、車両の現在位置情報、車両の経路情報および車両の車両情報に基づいて、運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングを判定するタイミング判定部と、タイミング判定部が運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した場合に、車両の乗員の状態を示す乗員情報に基づいて、乗員の覚醒度を算出する覚醒度算出部と、覚醒度算出部が算出した覚醒度に基づいて、運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う権限移譲判定部と、権限移譲判定部が、運転権限の移譲が可能でないと判定した場合に、手動運転に切り替える旨を車両の乗員に報知する前に、車両の車両状態を変化させる制御を行う車両状態制御部と、タイミング判定部が運転権限を運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した判定事由に基づいて、運転権限の移譲を行う緊急度を算出する緊急度算出部とを備え、車両状態制御部が、緊急度算出部が算出した緊急度に応じて、車両の車両状態を変化させる制御を行うものである。

Claims (14)

  1. 自動運転を行う車両の運転権限を運転者に移譲して当該運転者による手動運転に切り替える旨を、前記車両の乗員に報知する制御を行う自動運転制御装置において、
    前記車両の現在位置情報、前記車両の経路情報および前記車両の車両情報に基づいて、前記運転権限を前記運転者に移譲する準備を行うタイミングを判定するタイミング判定部と、
    前記タイミング判定部が前記運転権限を前記運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した場合に、前記車両の乗員の状態を示す乗員情報に基づいて、前記乗員の覚醒度を算出する覚醒度算出部と、
    前記覚醒度算出部が算出した覚醒度に基づいて、前記運転権限の移譲が可能であるか否か判定を行う権限移譲判定部と、
    前記権限移譲判定部が、前記運転権限の移譲が可能でないと判定した場合に、前記手動運転に切り替える旨を前記車両の乗員に報知する前に、前記車両の車両状態を変化させる制御を行う車両状態制御部とを備えた自動運転制御装置。
  2. 前記車両状態制御部は、前記車両の車両状態を変化させ、前記車両状態の不連続性を前記乗員に体感させる制御を行うことを特徴とする請求項1記載の自動運転制御装置。
  3. 前記車両状態制御部は、前記車両の走行条件を変化させることを特徴とする請求項2記載の自動運転制御装置。
  4. 前記車両状態制御部は、前記車両の音響条件を変化させることを特徴とする請求項2記載の自動運転制御装置。
  5. 前記車両状態制御部は、前記車両の前記乗員が着座したシートの動作条件を変化させることを特徴とする請求項2記載の自動運転制御装置。
  6. 前記車両状態制御部は、前記車両の空調条件を変化させることを特徴とする請求項2記載の自動運転制御装置。
  7. 前記車両状態制御部は、前記乗員のうち特定の乗員に前記車両の車両状態の変化を体感させる、または前記乗員のうち特定の乗員に前記車両の車両状態の変化を擬似的に体感させない制御を行うことを特徴とする請求項2記載の自動運転制御装置。
  8. 前記車両状態制御部は、前記車両の車両状態を変化させ、前記車両状態の不連続性を前記乗員に擬似的に体感させる制御を行うことを特徴とする請求項1記載の自動運転制御装置。
  9. 前記車両状態制御部は、前記車両の音響条件を、前記車両の走行条件の変化を擬似的に表現した音響条件に変化させることを特徴とする請求項8記載の自動運転制御装置。
  10. 前記車両状態制御部は、前記車両の前記乗員が着座したシートの動作条件を、前記車両の走行条件の変化を擬似的に表現した動作条件に変化させることを特徴とする請求項8記載の自動運転制御装置。
  11. 前記車両状態制御部は、前記車両の前記乗員が着座したシートの動作条件を、前記車両に発生する振動の変化を擬似的に表現した動作条件に変化させることを特徴とする請求項8記載の自動運転制御装置。
  12. 前記車両状態制御部は、前記乗員のうち特定の乗員に前記車両の車両状態の変化を、体感させる制御を行うことを特徴とする請求項8記載の自動運転制御装置。
  13. 前記車両状態制御部は、前記覚醒度算出部が算出した前記覚醒度に応じて、前記車両の車両状態を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項1記載の自動運転制御装置。
  14. 前記タイミング判定部が前記運転権限を前記運転者に移譲する準備を行うタイミングであると判定した判定事由に基づいて、前記運転権限の移譲を行う緊急度を算出する緊急度算出部を備え、
    前記車両状態制御部は、前記緊急度算出部が算出した前記緊急度に応じて、前記車両の車両状態を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項1記載の自動運転制御装置。
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