JPWO2018142560A1 - 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

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 Download PDF

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Abstract

車両制御システムは、ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定する仮想線設定部と、前記仮想線設定部により設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御を行うゲート通過制御部とを備える。

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。
従来、車線を逸脱しないように車両を制御する技術が知られている。これに関連して、車両の左右の路面上に描かれたペイント線が薄くなり検出できない場合や存在しない場合に仮想線を設定する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2013−232079号公報
しかしながら、上記装置は、料金所付近では仮想線を設定しない。料金所付近では走行レーンの幅が変化する場合が多いため、実際の走行レーンと仮想線とが不一致になることがあるためである。このため、料金所など、走行レーンと仮想線とが不一致になる可能性の高い場所において、車両を円滑に制御することができない場合があった。
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、車両をより円滑に制御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記載の発明は、ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定する仮想線設定部(123A)と、前記仮想線設定部により設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御を実行するゲート通過制御部(123B)とを備える車両制御システム(1、100)である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、前記ゲートの柱部から手前側に延出するように前記仮想線を設定するものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、前記ゲートの手前側の路面標示に基づいて前記仮想線を設定するものである。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、第1のゲートに対応し、前記路面標示に基づいて設定された第1の仮想線を基準として前記第1のゲートに隣接する第2のゲートに対応する第2の仮想線を設定するものである。
請求項5記載の発明は、請求項1から4のうちいずれか1項に記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、前記ゲートの手前側に形成された車列に基づいて仮想線を設定するものである。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、第3のゲートに対応し、前記車列に基づいて設定された第3の仮想線を基準として前記第3の仮想線に隣接する第4のゲートに対応する第4の仮想線を設定するものである。
請求項7記載の発明は、請求項1から6のうちいずれか1項記載の車両制御システムであって、ゲートの稼働状況を示す情報を取得するゲート情報取得部(10、16、20)を、更に備え、前記仮想線設定部は、前記ゲート情報取得部により取得された情報に基づいて認識される閉鎖中でないゲートに対応する仮想線を設定するものである。
請求項8記載の発明は、請求項1から7のうちいずれか1項に記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、自車両の周辺に存在する車両の挙動に基づいて、前記仮想線を設定するものである。
請求項9記載の発明は、請求項1から8のうちいずれか1項記載の車両制御システムであって、前記仮想線設定部は、前記ゲートの手前側を走行した車両の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、前記仮想線を設定するものである。
請求項10記載の発明は、車載コンピュータが、ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定し、前記設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御する車両制御方法である。
請求項11記載の発明は、車載コンピュータに、ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定させ、前記設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御を実行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、ゲート通過制御部が、仮想線設定部により設定された仮想線に基づいて、ゲートを通過する際の車両制御を行うことにより、ゲートの手前において車両をより円滑に制御することができる。
請求項3、4に記載の発明によれば、仮想線設定部は、車両の位置と、ゲートの位置との間における路面標示に基づいて仮想線を設定することにより、自車両にとってより適切な仮想線を設定することができる。
請求項5、6に記載の発明によれば、仮想線設定部は、ゲートの手前側に形成された車列に基づいて仮想線を設定することにより、実際の状況に適するように仮想線を設定することができる。
請求項7に記載の発明によれば、閉鎖中でないゲートに対応する仮想線を設定することにより、不要な処理を省略することができる。
請求項8に記載の発明によれば、車両の周辺に存在する車両の挙動に基づいて、仮想線を設定することにより、より実際の状況に適するように仮想線を設定することができる。
請求項9に記載の発明によれば、仮想線設定部は、ゲートの位置との間の領域を走行した車両の位置情報を用いることにより、より適切な仮想線を設定することができる。
自動運転制御ユニット100を含む車両システム1の構成図である。 自車位置認識部122により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 通過制御部124により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 ゲート付近の様子の一例を示す図である。 仮想線(C)が設定される様子の一例を示す図である。 仮想線(D)が設定される様子の一例を示す図である。 ゲート付近の様子の他の例を示す図である。 車両システム1が搭載された自車両Mを含む交通情報提供システムの一例を示す図である。 車両システム1および交通情報管理サーバ300により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 仮想線無し領域AR2に仮想線が設定される様子を示す図である。 仮想線無し領域AR2に仮想線が設定される様子を示す図である。
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。
<第1実施形態>
[全体構成]
図1は、自動運転制御ユニット100を含む車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、カメラ10と、レーダ装置12と、ファインダ14と、物体認識装置16と、通信装置20と、HMI(Human Machine Interface)30と、ETC(Electronic Toll Collection system)車載器40と、ナビゲーション装置50と、MPU(Micro-Processing Unit)60と、車両センサ70と、運転操作子80と、車室内カメラ90と、自動運転制御ユニット100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220とを備える。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、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。カメラ10と、物体認識装置16と、通信装置20とは、「情報取得部」の一例である。
カメラ10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10は、車両システム1が搭載される車両(以下、自車両Mと称する)の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ10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10は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ10は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、自車両Mの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置12は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置12は、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ14は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するLIDAR(Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging)である。ファインダ14は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置16は、認識結果を自動運転制御ユニット100に出力する。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi−Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)などを利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
HMI30は、自車両Mの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
ETC車載器40は、ETC路側器と通信することで入口料金所や出口料金所などの情報を交換する。ETC車載器40は、ETCカード(EC)が装着される装着部と、装着部にETCカードが装着されているか否かを検出する検出部と、有料道路のゲートに設けられたETC路側器と通信する無線通信部と、通知部とを備える。ETCカードは、自車両Mが有料道路を通過するための認証情報(AI(authentication information))が格納された媒体である。無線通信部は、通信装置20と共通化されてもよい。
装着部は、ETCカードを装着および抜き取りが可能である挿抜機構を備える。装着部において、ETCカードが装着された状態またはETCカードが抜き取られた状態のいずれであるかが、検出部により検出される。検出部は、検出結果を、自動運転制御ユニット100に出力する。なお、検出部は、ETCカードの有効期限などに基づくETCカードの有効または無効を検出する機能部を備えていて良い。この場合、検出部は、ETCカードが有効である場合、ETCカードが装着されている状態であると判定し、ETCカードが無効である場合、ETCカードが装着されていない状態であると判定してもよい。
無線通信部は、ETC路側器から受信した要求に応じて、ETCカードに格納された認証情報をETC路側器に送信する。無線通信部は、ETC路側器から受信した認証結果に基づいて、ETC路側器が設けられたゲート通過の可否、入口料金所や出口料金所などの情報を取得する。ETC路側器は、ETC車載器から受信した情報を元に自車両Mの乗員に対する課金額を決定し、請求処理を進める。
通知部は、音声を出力するスピーカや、インジケータなどである。通知部は、ETCカードの装着状態、無線通信部により取得した認証結果を乗員に通知する。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機51と、ナビHMI52と、経路決定部53とを備え、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置に第1地図情報54を保持している。GNSS受信機は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ70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。ナビHMI52は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビHMI52は、前述したHMI30と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部53は、例えば、GNSS受信機51により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI52を用いて乗員により入力された目的地までの経路を、第1地図情報54を参照して決定する。第1地図情報54は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第1地図情報54は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報などを含んでもよい。経路決定部53により決定された経路は、MPU60に出力される。また、ナビゲーション装置50は、経路決定部53により決定された経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置50は、例えば、ユーザの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。また、ナビゲーション装置50は、通信装置20を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61として機能し、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第2地図情報62を保持している。推奨車線決定部61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)、第2地図情報62を参照してブロックごとに目標車線を決定する。推奨車線決定部61は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部61は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報62は、第1地図情報54よりも高精度な地図情報である。第2地図情報62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、第2地図情報62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、電話番号情報などが含まれてよい。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。第2地図情報62は、通信装置20を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
また、第2地図情報62には、入口料金所や出口料金所などのゲート構造を示す情報が記憶されている。ゲート構造を示す情報は、例えば、料金所に設けられたゲートの数や、ゲートの位置を示す情報である。
車両センサ70は、自車両Mの速度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。
運転操作子80は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一方または双方に出力される。
車室内カメラ90は、運転席に着座した乗員の顔を中心として上半身を撮像する。車室内カメラ90の撮像画像は、自動運転制御ユニット100に出力される。
自動運転制御ユニット100は、例えば、第1制御部120と、第2制御部140と、通過制御部124とを備える。第1制御部120と通過制御部124と第2制御部140とは、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することで実現される。また、各機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)など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協働によって実現されてもよい。
第1制御部120は、例えば、外界認識部121と、自車位置認識部122と、行動計画生成部123とを備える。
外界認識部121は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して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。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、または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121は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
自車位置認識部122は、例えば、自車両Mが走行している車線(走行車線)、並びに走行車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部122は、例えば、第2地図情報62から得ら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10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。
そして、自車位置認識部122は、例えば、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。図2は、自車位置認識部122により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部122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の相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部122は、自車線L1のいずれかの側端部に対する自車両Mの基準点の位置などを、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122により認識される自車両Mの相対位置は、推奨車線決定部61および行動計画生成部123に提供される。
行動計画生成部123は、推奨車線決定部61により決定された推奨車線を走行するように、且つ、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベント、料金所を通過するときに実行される料金所イベント(後述)などがある。また、これらのイベントの実行中に、自車両Mの周辺状況(周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など)に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。
行動計画生成部123は、自車両Mが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点(軌道点)の集合として生成される。このため、軌道点同士の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。
図3は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部123は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前(イベントの種類に応じて決定されてよい)に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。
行動計画生成部123は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。
また、通過制御部124は、仮想線設定部124Aと、ゲート選択部124Bと、ゲート通過制御部124Cとを含む。これらの機能部の処理の詳細については後述する。「車両制御システム」は、例えば、仮想線設定部124Aと、ゲート選択部124Bと、ゲート通過制御部124Cとを含む。
第2制御部140は、走行制御部141を備える。走行制御部141は、行動計画生成部123によって生成された目標軌道を、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、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御する。
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、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するECUとを備える。ECUは、走行制御部141から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置210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、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、走行制御部141から入力される情報、或いは運転操作子80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。ブレーキ装置210は、運転操作子80に含まれる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210は、上記説明した構成に限らず、走行制御部141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電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置220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、走行制御部141から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
[仮想線設定部、ゲート選択部、およびゲート通過制御部の詳細]
仮想線設定部124Aは、ゲートの位置に基づいて、ゲートの手前側に仮想線を設定する。ゲート選択部124Bは、自車両Mが通過するゲートを選択する。ゲート通過制御部124Cは、料金所イベントを実行して、仮想線設定部124Aにより設定された仮想線に基づいて、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御して、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートを通過するように車両を制御する。
図4は、通過制御部124により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、料金所イベントが起動したときに実行される。例えば、行動計画生成部123は、料金所から所定距離手前で道路区画線が描画されていない領域を走行する予定の場合に料金所イベントを起動させる。また、第2地図情報62に料金所イベントを起動させる位置を示す起動位置が対応付けられている場合、自車両Mが起動位置に対応する位置に到達した場合に、行動計画生成部123は、料金所イベントを起動させる。そして、通過制御部124が処理を開始する。
まず、仮想線設定部124Aが、ゲート構造を第2地図情報62から取得する(ステップS100)。なお、ゲート構造は、カメラ10により撮像された画像に基づいて取得されてもよい。この場合、例えば、物体認識装置16が、画像を解析することによりゲート構造を認識する。また、通信装置20が、無線通信を用いてネットワークに接続されたサーバ装置等からゲート構造を取得してもよい。
次に、仮想線設定部124Aは、ゲートに関する情報をカメラ10や、レーダ装置12、ファインダ14、通信装置20等から取得する(ステップS102)。ゲートに関する情報とは、例えば、ゲートが利用可能または閉鎖中であることを示す情報や、ゲートの種別を示す情報、ゲートの前に存在する車両の情報、ゲートの前の路面標示の情報等である。ゲートの種別とは、ゲートがETC車載器40を利用して通過することができるETC専用ゲート、ゲートに存在する係員が精算処理を行うことによって通過することができる一般ゲート、或いはこれら両方の処理が可能であるETC/一般ゲートであることを示す情報である。例えば、物体認識装置16が、カメラ10により撮像された画像を解析し、ゲートが利用可能または閉鎖中であるかを認識すると共に、ゲートの種別を認識する。また、通信装置20が、ネットワークに接続された、料金所を管理するサーバ装置等から、無線通信を用いてゲートに関する情報を取得してもよい。
また、ゲートの前に存在する車両の情報、またはゲートの前の路面標示等の情報は、物体認識装置16が、カメラ10により撮像された画像や、レーダ装置12の検出結果等に基づいて、取得した情報である。また、料金所のゲートにゲート手前側の状態を撮像するカメラが設けられている場合、通信装置20は、そのカメラにより撮像された画像を取得してもよい。この場合、例えば、物体認識装置16が、取得した画像を解析して、ゲートの前に存在する車両の情報等を取得する。
次に、仮想線設定部124Aは、仮想線設定処理を実行する(ステップS104から112)。図4から図7を参照しつつ、これらの処理の詳細について説明する。図5は、ゲート付近の様子の一例を示す図である。図示する例は、例えば、ゲート(1)から(6)が設けられた箇所の手前側から奥側に向けて車両が走行する場面の一例である。ゲートの手前側において、ゲートから本線の終点(例えば、本線の車線が消失する地点)までの領域は、路面に道路区画線が描画されていない道路区画線無し領域ARである。また、ゲート(2)以外は、一般ゲートであり、ゲート(2)は、ETC専用ゲートである。例えば、ETC専用ゲートには、ETC専用ゲートの手前側にETCゲートの両端から延出する標示が路面に描画されている。また、ゲート(4)および(5)は閉鎖中のゲートであり、他のゲートは利用可能なゲートである。仮想線設定部124Aは、上述したゲートに関する情報を取得すると共に、ゲート(3)の手前に車列が形成されていることを認識する。
仮想線設定部124Aは、ステップS102で取得した情報に基づいて、閉鎖中のゲートを認識し、閉鎖中のゲートを処理対象から除外する(ステップS104)。次に、仮想線設定部124Aは、ゲートの基準位置の柱部から手前側に仮想線を延出させるように仮想線(A)を設定する(ステップS106)。図5の例では、仮想線設定部124Aは、利用可能なゲートであるゲート(1)、(2)、(3)および(6)に対して仮想線を設定する。そして、ゲートの両端の柱部から延出させた2本の仮想線によって、仮想車線が形成される。なお、図示する例では、仮想線は、ゲートの両端の柱部から延出させた仮想線を設定するものとしているが、これに代えて、仮想線は1本であってもよいし、ゲートの柱部以外を基準に仮想線は延出されてもよい。
次に、仮想線設定部124Aは、ゲートの手前側において路面に描画された標示を基準に仮想線(B)を設定して、ステップS106で設定した仮想線(A)を仮想線(B)に置き換える(ステップS108)。仮想線設定部124Aは、ゲート(2)の手前側の路面における標示を基準に、標示の長手方向に沿って仮想線を設定する(図6参照)。
なお、仮想線(A)および(B)は、例えば、車両が存在しない領域において、ゲートから手前側に所定の長さ、またはゲート手前領域AR1内において設定される。ゲート手前領域AR1は、例えばゲート(1)から(6)が設置された道路幅と同程度の道路幅を有するゲートの手前側の領域である。また、仮想線(B)は、仮想線(A)に比して長く設定されてもよい。なお、ゲート手前領域AR1と、本線との間の領域は、「仮想線無し領域AR2」と称する。
次に、仮想線設定部124Aは、ステップS108で設定した仮想線(B)に基づいて、仮想線(B)に隣接する仮想線(C)を設定する(ステップS110)。図6は、仮想線(C)が設定される様子の一例を示す図である。この図の状態において、仮想線設定部124Aは、ゲート(2)に対して設定した仮想線(A)を、ゲート(2)に対して設定した仮想線(B)に置き換えている。そして、仮想線設定部124Aは、仮想線(B)に対して所定幅以上離間した位置に、ゲート(1)または(3)に対する仮想線(C)を設定し、これを仮想線(A)から置き換える。これにより仮に仮想線(A)の位置が正しい位置からずれて設定された場合であっても、仮想線(C)の位置が適切な位置に設定される。
また、例えば、仮想線設定部124Aは、道路区画線無し領域ARを走行している車両によって、ゲートの柱部が認識できず、ステップS106の処理で仮想線(A)を設定できなかったゲートが存在する場合、仮想線(A)を設定することなく、最初から仮想線(B)を設定し、これを基準に仮想線(C)を設定してもよい。より具体的には、仮想線(C)は、仮想線(B)と所定幅以上離間し、且つ他の仮想線と交わらないように設定される。これにより、柱部が認識できなかったゲートに対しても仮想線を設定することができる。
上述した処理によって、利用可能なゲートに対して仮想線が設定され、各仮想線は、隣接するゲートに対応して設定された隣接する仮想線に対して、所定幅離間して設定される。なお、仮想線は、閉鎖中であるゲートに対しても設定されてもよい。
更に、仮想線設定部124Aは、車列を形成する車両の側面を基準に仮想線(D)を設定し、車列が形成されたゲートに設定された仮想線を仮想線(D)に置き換える(ステップS112)。図7は、仮想線(D)が設定される様子の一例を示す図である。例えば、仮想線設定部124Aは、ゲート(3)に対して車列が存在する場合、車列が存在する領域の仮想線(C)を仮想線(D)に置き換える。そして、仮想線設定部124Aは、仮想線(D)と、車列が存在しない領域に設定した仮想線(C)とを繋ぎ合わせ、仮想車線を設定する。なお、車列の並び方によっては、他の仮想線と仮想線(D)とが交わる場合があるが、この場合、仮想線(D)が優先され、仮想線設定部124Aは、他の仮想線を仮想線(D)と所定幅以上離間させ、且つ仮想線同士が交わらないように設定し直す。また、仮想線(D)は、ゲートの手前側に向けて所定の長さ、またはゲート手前領域AR1において設定されることに代えて、車列の最後尾の車両まで設定されてもよい。このように仮想線が設定されることによって、ゲートの手前側において仮想線が設定され、仮想線で形成された仮想車線が設定される。
次に、ゲート選択部124Bが、自車両Mが通過するゲートを選択する(ステップS114)。次に、ゲート通過制御部124Cが、仮想線設定処理で設定した仮想線を基準に、ステップS114で選択されたゲートを通過するように自車両Mを制御する(ステップS116)。ゲート選択部124Bは、ゲートに関する情報に基づいて、自車両Mの現在位置から各ゲートを通過することができる時間を導出する。ゲート選択部124Bは、導出した時間の中で最も短時間で通過できると推定されるゲートを候補ゲートとして選択する。例えば、ゲートに対して車列が形成されていない場合、自車両Mの位置からの距離が最も近い位置に存在するゲートが候補ゲートとして選択される。また、例えば、ゲートに対して車列が形成されている場合、車列の長さが最も短いゲートや、車列における車両の走行速度が最も早いゲートが候補ゲートとして選択される。ゲート選択部124Bは、各ゲートを通過することができる時間、自車両Mの位置、周辺車両の位置、および周辺車両の挙動に基づいて、安全性や、効率性を加味して、候補ゲートを通過することが最適であると判定した場合、その候補ゲートを自車両Mが通過するゲートとして選択する。一方、ゲート選択部124Bは、候補ゲートを通過することが最適でなく、他のゲートを通過することが安全性や、効率性を加味して最適であると判定した場合、最適であると判定したゲートを自車両Mが通過する候補ゲートとして選択する。
なお、ゲート選択部124Bは、ECT車載器40が利用可能な状態である場合、ETC専用ゲートのみを自車両Mが通過する候補ゲートとしてもよいし、ETC専用ゲート、一般ゲート、およびETC/一般ゲートを候補ゲートとしてもよい。ゲート選択部124Bは、ECT車載器40が利用可能でない状態である場合、一般ゲート、およびETC/一般ゲートを候補ゲートとしてもよい。
ゲート通過制御部124Cは、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートを通過するように自車両Mを制御する。例えば、自車両Mが、仮想線無し領域AR2を走行する場合、ゲート通過制御部124Cは、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートに対応して設定された仮想車線に進入するように自車両Mを制御したり、選択されたゲートに対応して設定された仮想車線に存在する車両の後方に追従するように自車両Mを制御したりする。
次に、ゲート通過制御部124Cが、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートを通過したか否かを判定し(ステップS118)。ゲートを通過した場合、本フローチャートの処理は終了する。ゲートを通過していない場合は、ステップS102の処理に戻る。これにより本フローチャートの処理が終了する。
なお、上述した処理の順序は一例であり、処理の順序は適宜変更されてもよい。例えば、仮想線設定部124Aは、路面標示を基準に仮想線を設定した後に、ゲートの柱部から手前側に延出するように仮想線を設定してもよい。また、例えば、仮想線設定部124Aは、車列を形成する車両の側面を基準に仮想線を設定した後に、路面表示やゲートの柱部を基準に仮想線を設定し、車両の側面を基準に設定した仮想線と、路面表示やゲートの柱部を基準に設定した仮想線とを繋ぎ合わせて所定のゲートに対する仮想線を設定してもよい。また、仮想線設定部124Aは、ステップS106からステップS112の処理のうち、1つの処理、または所定の複数の処理を行って仮想線を設定してもよい。例えば、仮想線設定部124Aは、ゲート手前領域AR1に車両が存在しない場合は、ゲートの柱部から仮想線を延出させて仮想線を設定してもよいし、ゲートの柱部および路面標示を基準に仮想線を設定してもよい。また、仮想線設定部124Aは、全てのゲートに車列が形成されている場合は、車列を形成する車両の側面を基準に仮想線を設定してもよい。また、例えば、ゲート選択部124Bがゲートを選択し、仮想線設定部124Aが、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートに対してのみ仮想線を設定してもよい。
また、上述した処理では、仮想線無し領域AR2を設けるものとして説明したが、これに代えて、仮想線無し領域AR2においても仮想線が設定されてもよい。この場合、例えば、ゲート手前領域AR1に設定された仮想線が仮想線無し領域AR2に延出されるように仮想線が設定される。
また、仮想線設定部124Aは、道路区画線無し領域ARを走行する他車両の挙動に基づいて仮想線を設定してもよい。例えば、仮想線設定部124Aは、自車両Mの前方であって所定距離以内において、仮想線無し領域AR2を走行する他車両の移動軌跡に基づいて仮想線を設定する。対象の他車両が、本線からゲート(2)に進入した場合、仮想線無し領域AR2においてゲート(2)に進入するように走行した対象の他車両の移動軌跡に基づいて、仮想線が設定される。これにより、仮想線無し領域AR2においても仮想線が設定され仮想車線が形成される。これにより、ゲート通過制御部124Cは、形成された仮想車線を走行するように自車両Mを制御することにより、容易に自車両Mがゲートを通過するように制御することができる。
また、仮想線設定部124Aは、道路区画線無し領域ARを走行する他車両の挙動に基づいて仮想線を修正してもよい。この場合、仮想線設定部124Aは、自車両Mの前方であって所定距離前方において、道路区画線無し領域ARを走行する他車両の移動軌跡に基づいて仮想線を修正する。例えば、仮想線設定部124Aは、設定した仮想線によって形成された仮想車線に対して、実際の他車両がずれたり、はみ出したりして走行している場合、実際の他車両の挙動に基づいて、仮想線を修正する。これにより、仮想線は、より実際の状況に適したものとなる。
以上説明した第1実施形態によれば、自動運転制御ユニット100が、仮想線設定部124Aにより設定された仮想車線に基づいて車両を制御することにより、車両をより円滑に制御することができる。
<第2実施形態>
以下、第2実施形態について説明する。第1実施形態では、仮想線無し領域AR2においては仮想線を設定しないものとした。これに対して、第2実施形態では、仮想線無し領域AR2においても仮想線を設定する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
仮想線設定部124Aは、全ゲートに対応し、且つ道路区画線無し領域AR側に延出する仮想線を設定する。
図8は、ゲート付近の様子の他の例を示す図である。図示するように、仮想線設定部124Aは、ゲート(1)から(6)の、それぞれの柱部の両端から手前側に延出する仮想線を設定する。この仮想線は、例えば、道路区画線無し領域ARにおいて設定される。
設定された仮想線の終点と、本線の終点とにおいて、本線の車線に対して仮想線によって形成された仮想車線が複数接続される場合がある。この場合、例えば、ゲート通過制御部124Cは、本線が仮想線によって形成された複数の仮想車線に分岐するとみなして自車両Mを制御する。また、ゲート通過制御部124Cは、本線に仮想車線が複数接続される場合、本線との重なり度合が最も大きい仮想車線を優先車線として、他の仮想車線を分岐車線とみなして自車両Mを制御してもよい。以下、ゲート(1)から(6)に対して設定された仮想線によって形成された車線を、それぞれ仮想車線VLAから仮想車線VLFと称する。
より具体的には、ゲート選択部124Bが、自車両Mが通過する候補ゲートをゲート(2)として選択した場合、ゲート通過制御部124Cは、自車両Mを本線から優先車線である仮想車線VLEに進入させ(図中、M(t+1))、仮想車線VLEから仮想車線VLD(図中、M(t+2))、仮想車線VLC(図中、M(t+3))、仮想車線VLB(図中、M(t+4))の順に車線変更を実行させる。そして、ゲート通過制御部124Cは、仮想車線VLBに沿って自車両Mを走行させてゲート(2)を通過させる。
また、設定された仮想線の終点と、本線の終点とにおいて、仮想線が本線の中心付近に接続される場合がある。この場合、ゲート通過制御部124Cは、仮想線を跨いで走行した状態から、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートに対応して設定された仮想車線に自車両Mを車線変更させる。
このように、仮想線設定部124Aが、本線の終点まで仮想線を設定する。この結果、ゲート通過制御部124Cは、設定された仮想線によって生成された仮想車線に基づいて、自車両Mの挙動を制御することができるため、自車両Mの制御を容易に行うことができる。
なお、仮想線は、全ゲートに対応し、且つ道路区画線無し領域AR側に延出するように設定されることに加え、第1実施形態で説明した仮想線の設定手法が採用されてもよい。例えば、ゲートに対して車列が形成されている場合、車列の車両の側面を基準に仮想線が設定され、車列が存在しないゲートに対して、第2実施形態の仮想線設定の手法が用いられてもよい。
以上説明した第2実施形態によれば、仮想線設定部124Aが、本線の終点まで仮想線を設定することにより、ゲート通過制御部124Cは、本線に接続された仮想車線を走行し、車線変更や車線維持する走行を行うことにより、自車両Mの制御を容易に行うことができる。
<第3実施形態>
以下、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、仮想線設定部124Aは、更に他車両が過去に道路区画線無し領域ARを走行した軌跡に基づいて、道路区画線無し領域ARにおいて仮想線を設定する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図9は、車両システム1が搭載された自車両Mを含む交通情報提供システムの一例を示す図である。交通情報提供システムは、自車両Mと、一以上の他車両mと、交通情報管理サーバ300とを含む。他車両mは、例えば、少なくとも交通情報管理サーバ300と通信する通信装置と、車両の位置を特定する機能を有する装置とが搭載されている。これらの装置が搭載された他車両mは、車両の位置情報を交通情報管理サーバ300に送信する。
自車両Mと、他車両mとのうち一方または双方を含む車両と、交通情報管理サーバ300との間では、例えばネットワークNWを利用した通信が行われる。ネットワークNWは、例えば、セルラー網、Wi−Fi網、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、インターネット、専用回線、無線基地局、プロバイダなどを含む。
交通情報管理サーバ300は、車両により送信された情報や、道路に設置された車両検知センサ(例えばカメラ)の検知結果などに基づく交通情報を管理する。また、交通情報管理サーバ300は、上述したネットワークNWを利用して、所定周期で、管理する交通情報を車両に配信したり、車両からの要求に応じて交通情報を要求元に送信したりする。
交通情報管理サーバ300は、例えば通信部302と、サーバ側制御部304と、サーバ側記憶部306とを備える。サーバ側制御部304は、プロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、サーバ側制御部304は、LSIやASIC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。サーバ側記憶部306は、ROMやRAM、HDD、フラッシュメモリ等で実現される。
通信部302は、車両と通信して情報を取得する。通信部302は、車両の車両ID(車両の識別情報)、および車両の位置を示す位置情報を、情報が送信された送信時刻と共に取得する。以下、これらの情報を「車両情報」と称する。
サーバ側制御部304は、車両情報に関する情報を、自車両Mの要求に応じて、自車両Mに送信する。この場合、サーバ側制御部304は、要求によって指定されたリンクを検索キーとして車両情報を参照することにより、指定されたリンクにおける他車両の位置情報を導出し、導出した位置情報を自車両Mに提供する。
仮想線設定部124Aは、交通情報管理サーバ300により送信された他車両の位置情報に基づいて、道路区画線無し領域ARにおける仮想線を設定する。なお、道路区画線無し領域ARの所定の領域内においてのみ仮想線が設定されてもよい。
図10は、車両システム1および交通情報管理サーバ300により実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、車両システム1の行動計画生成部123が、料金所イベントが起動するまで待機する(ステップS200)。料金所イベントが起動すると、仮想線設定部124Aは、他車両mの位置情報を送信するように、交通情報管理サーバ300に要求する(ステップS202)。ここで、仮想線設定部124Aが要求する他車両mの位置情報は、現在の時刻から所定時間前までの間において自車両Mが通過する予定の料金所のゲートを通過した他車両mの位置情報である。
次に、交通情報管理サーバ300のサーバ側制御部304が、仮想線設定部124Aにより送信された要求に応じて、サーバ側記憶部306に記憶された他車両の位置情報を車両システム1に送信する(ステップS300)。次に、仮想線設定部124Aは、交通情報管理サーバ300により送信された位置情報に基づいて、道路区画線無し領域ARに仮想線を設定する(ステップS204)。次に、ゲート選択部124Bが、自車両Mが通過するゲートを選択する(ステップS206)。次に、ゲート通過制御部124Cが、ステップS204で設定された仮想線を基準に、ステップS206で選択されたゲートを通過するように自車両Mを制御する(ステップS208)。次に、ゲート通過制御部124Cが、ゲート選択部124Bにより選択されたゲートを通過したか否かを判定し(ステップS210)。ゲートを通過した場合、本フローチャートの処理は終了する。ゲートを通過していない場合は、ステップS202の処理に戻る。これにより本フローチャートの処理が終了する。
なお、上述した例では、交通情報管理サーバ300が、他車両mの位置情報を車両システム1に送信するものとして説明したが、これに代えて、交通情報管理サーバ300のサーバ側制御部304が、仮想線を生成し、生成した仮想線に関する情報(例えば仮想線の位置情報)を車両システム1に送信してもよい。この場合、仮想線設定部124Aは、交通情報管理サーバ300から仮想線に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて仮想線を設定する。
図11は、道路区画線無し領域ARに仮想線が設定される様子を示す図である。上述した図5と重複する説明は省略する。仮想線設定部124Aは、交通情報管理サーバ300から取得した他車両mの移動軌跡に基づいて、道路区画線無し領域ARにおける仮想線を設定する。この仮想線は、仮想線設定部124Aにより導出された他車両mの移動軌跡に基づいて設定された基準位置が連結された線である。この基準位置は、道路区画線無し領域ARにおいて本線の終点を基準として所定間隔ごとに複数の他車両mの移動軌跡(平面における座標)に基づいて、導出された各移動軌跡の平均値や中央値などに基づく位置である。
そして、ゲート通過制御部124Cは、自車両Mを、道路区画線無し領域ARにおける仮想車線によって形成された仮想車線を走行させて、所定のゲートを通過させる。例えば、道路区画線無し領域ARにおいて、本線付近では設定された仮想線が重なり合い、ゲートに近づくのに応じて、各ゲートに対して仮想線が分岐する。このとき、ゲート通過制御部124Cは、仮想線が重なり合っている区間から仮想線が分岐する区間を走行する場合、道路が分岐する場合と同様に自車両Mを制御する。
また、上述した説明では、道路区画線無し領域ARにおいて仮想線を設定されるものとして説明したが、他車両mが過去に仮想線無し領域AR2を走行した軌跡に基づいて、仮想線無し領域AR2のみにおいて仮想線が設定されてもよい。
図12は、仮想線無し領域AR2に仮想線が設定される様子を示す図である。仮想線設定部124Aは、例えば、候補ゲートに対応する仮想線を設定する。仮想線設定部124Aは、交通情報管理サーバ300から取得した他車両mが本線から候補ゲート(例えばゲート(2))に進入したときの移動軌跡に基づいて、仮想線無し領域AR2における仮想線VL1およびVL2を設定する。また、仮想線設定部124Aは、本線の終点を始点として、仮想線無し領域AR2において設定した仮想線を、図4のフローチャートの仮想線設定処理によって設定された仮想線の終点に接続するように設定する。これにより、図示するように、仮想線無し領域AR2における仮想線VL1およびVL2が設定される。
なお、図12の例では、候補ゲートであるゲート(2)に接続される仮想線VL1およびVL2が設定されるものとして説明したが、他のゲートに対しても仮想線が設定されてもよい。
以上説明した第3実施形態によれば、仮想線設定部124Aは、他車両mの過去の位置情報に基づいて、仮想線を設定することにより、より適切な仮想車線を設定することができる。この結果、より円滑な車両の制御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。
1‥車両システム、10‥カメラ、16‥物体認識装置、20‥通信装置、90…車室内カメラ、100‥自動運転制御ユニット、120‥第1制御部、121‥外界認識部、122‥自車位置認識部、123‥行動計画生成部、124A…仮想線設定部、124B‥ゲート選択部、124C‥ゲート通過制御部、140…第2制御部、141‥走行制御部

Claims (11)

  1. ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定する仮想線設定部と、
    前記仮想線設定部により設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御を行うゲート通過制御部と、
    を備える車両制御システム。
  2. 前記仮想線設定部は、前記ゲートの柱部から手前側に延出するように前記仮想線を設定する、
    請求項1記載の車両制御システム。
  3. 前記仮想線設定部は、前記ゲートの手前側の路面標示に基づいて前記仮想線を設定する、
    請求項1または請求項2記載の車両制御システム。
  4. 前記仮想線設定部は、第1のゲートに対応し、前記路面標示に基づいて設定された第1の仮想線を基準として前記第1のゲートに隣接する第2のゲートに対応する第2の仮想線を設定する、
    請求項3記載の車両制御システム。
  5. 前記仮想線設定部は、前記ゲートの手前側に形成された車列に基づいて前記仮想線を設定する、
    請求項1から4のうちいずれか1項に記載の車両制御システム。
  6. 前記仮想線設定部は、第3のゲートに対応し、前記車列に基づいて設定された第3の仮想線を基準として前記第3のゲートに隣接する第4のゲートに対応する第4の仮想線を設定する、
    請求項5記載の車両制御システム。
  7. ゲートの稼働状況を示す情報を取得するゲート情報取得部を、更に備え、
    前記仮想線設定部は、前記ゲート情報取得部により取得された情報に基づいて認識される閉鎖中でないゲートに対応する仮想線を設定する、
    請求項1から6のうちいずれか1項に記載の車両制御システム。
  8. 前記仮想線設定部は、自車両の周辺に存在する車両の挙動に基づいて、前記仮想線を設定する、
    請求項1から7のうちいずれか1項に記載の車両制御システム。
  9. 前記仮想線設定部は、前記ゲートの手前側を走行した車両の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて、前記仮想線を設定する、
    請求項1から8のうちいずれか1項に記載の車両制御システム。
  10. 車載コンピュータが、
    ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定し、
    前記設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御を行う、
    車両制御方法。
  11. 車載コンピュータに、
    ゲートの位置に基づいて、前記ゲートの手前側に仮想線を設定させ、
    前記設定された仮想線に基づいて、前記ゲートを通過する際の車両制御を実行させる、
    車両制御プログラム。
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