JPWO2019239747A1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

従来、対向車両がトレーラーの様な車長の長いものの場合、本来すれ違えない状況ですれ違い可能とするなどの課題があった。本発明は、すれ違い制御部１２によるすれ違いエリア生成の具体例を示す図である。すれ違い制御部１２は、自車両１４７と対向車両１４８の車幅と車長から自車両すれ違いエリア１４４と対向車両すれ違いエリア１４５を生成する。生成したすれ違いエリア同士が重ならない位置を探索し、すれ違い位置として設定する。すれ違い位置は自車両後方も候補とする。また、すれ違いエリア同士が重なる組み合わせや、人や障害物１５１および溝等の走行不可領域１５２に重なるすれ違いエリアは自車両すれ違い不可エリア１４９、対向車両すれ違い不可エリア１５０として設定する。

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

近年、高齢者ドライバの増加等により車両の安全運転の重要性が高まっており、緊急自動ブレーキなどの運転支援システムを有する車両が急速に普及している。そして、運転支援システムを発展させて、車両の自動運転システムの実現に向けた動きが活発になっている。

特許文献１には、狭い道路での走行時に道路幅や障害物などを認識し、自車両の車体幅から現に走行可能な路幅かを判断し、すれ違いの支援を実行することが記載されている。

特開２００５−３２６９６３号公報

上述した、特許文献１に記載の装置では、自車両の幅から通り抜け可能か判断し、対向車両とのすれ違いを試みているが、対向車両がトレーラーの様な車長の長いものの場合、本来すれ違えない状況ですれ違い可能とするなどの課題があった。

本発明による車両制御装置は、外界情報に基づき、自車両を制御する制御部を備える車両制御装置であって、前記自車両と同一レーンに対向車両が存在し、道路幅が所定値以下である場合にすれ違いモードに移行し、前記すれ違いモードにおいて、前記自車両の車幅と車長から前記自車両用のすれ違いエリアを生成する自車両用エリア生成手段と、前記すれ違いモードにおいて、対向車両の車幅と車長から対向車両用のすれ違いエリアを生成する対向車両用エリア生成手段と、前記自車両周辺の道路から前記自車両用のすれ違いエリアと前記対向車両用のすれ違いエリアが接触しない位置を探索する探索手段と、を備える。

本発明によれば、自車両および対向車両の車長に左右されず、安全にすれ違いできる。

車両制御装置のシステム構成図である。 ナビゲーションシステムの表示例を示す図である。 すれ違いエリア生成の具体例を示す図である。 狭所での大型車とのすれ違いの具体例を示す図である。 カーブ路での大型車とのすれ違いの具体例を示す図である。 すれ違い制御部の動作を示すフローチャートである。 すれ違い制御部のすれ違い判定処理を示すフローチャートである。 すれ違い制御部のすれ違い位置探索処理を示すフローチャートである。 すれ違い制御部のすれ違い処理を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は車両制御装置１０のシステム構成図である。車両に搭載される車両制御装置１０は、外界認識センサ１１、すれ違い制御部１２、車両制御部１３、ナビゲーションシステム１４を備える。

外界認識センサ１１は、車両の周囲に配置された車載カメラ、ソナー等で構成され、認識した対向車両、人、障害物などの走行経路上の情報をすれ違い制御部１２へ出力する。
すれ違い制御部１２は、外界認識センサ１１、ナビゲーションシステム１４からの情報に基づいて“すれ違いモード”への移行判断とすれ違いエリアや到達経路などの情報を生成し、すれ違い運転を制御する。すなわち、すれ違い制御部１２は、車両制御部１３へ舵角、制動、駆動などの命令を出力して、自動すれ違い運転を制御する。また、“すれ違いモード”への移行やすれ違いエリアの位置などの情報をナビゲーションシステム１４へフィードバックする。

すれ違い制御部１２は、図示省略したメモリおよびＣＰＵを備え、後述する図６〜図９のフローチャートで示すプログラムや車両の情報をメモリに記憶し、ＣＰＵは、このプログラムを読み出して処理を実行する。なお、全部の処理、または一部の処理をハードロジック回路により実現してもよい。更に、このプログラムは、記録媒体やデータ信号（搬送波）などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給してもよい。

車両制御部１３は、舵角、制動、駆動などの命令に基づいてエンジンやモータを駆動し、車輪へ駆動力を伝達して車両の進行や停止を行う。また、車両の進行や停止に伴う車両の動きをすれ違い制御部１２へフィードバックする。

図２は、“すれ違いモード”時のナビゲーションシステム１４の表示例である。ナビゲーションシステム１４は、地図情報や外界認識センサ１１の映像１４１を表示するディスプレイを有する。そして、すれ違い制御部１２が“すれ違いモード”に遷移した場合にすれ違いモード中を示す情報１４３を表示する。さらに、すれ違いモード中には、ディスプレイの左部分には、すれ違い制御部１２で生成された自車両すれ違いエリア１４４と対向車両すれ違いエリア１４５とを映像１４１に追加して表示する。またディスプレイの右部分には、すれ違いモード中には、自車両１４７と対向車両１４８との接近部分の上面拡大映像１４２を表示する。なお、ディスプレイには少なくともすれ違い制御部１２で生成された自車両すれ違いエリア１４４を表示すればよい。これにより、ドライバは対向車両とすれ違う場合に、自車両１４７が移動する位置を正確に認識することができ、すれ違いの際の不安を解消できる。また、ディスプレイに対向車両すれ違いエリア１４５を表示した場合、対向車両の動きを予測することができ、すれ違いの際の不安を解消できる。また、自車両すれ違いエリア１４４と対向車両すれ違いエリア１４５とはドライバが区別して視認できるようにディスプレイにそれぞれ識別して区別して表示する。

図３は、すれ違い制御部１２によるすれ違いエリア生成の具体例を示す図である。すれ違い制御部１２は、自車両１４７と対向車両１４８の車幅と車長から自車両すれ違いエリア１４４と対向車両すれ違いエリア１４５を生成する。生成したすれ違いエリア同士が重ならない位置を探索し、すれ違い位置として設定する。すれ違い位置は自車両後方も候補とする。また、すれ違いエリア同士が重なる組み合わせや、人や障害物１５１および溝等の走行不可領域１５２に重なるすれ違いエリアは自車両すれ違い不可エリア１４９、対向車両すれ違い不可エリア１５０として設定する。

図４は、すれ違い制御部１２による、狭所でのトレーラー等の大型車とすれ違う際のすれ違いエリア生成の具体例である。すれ違い制御部１２は、狭い道路上に複数の退避所１５４、１５５がある場合、すれ違い位置探索時に自車両すれ違いエリア１４４と対向車両すれ違いエリア１４５が実際に退避所１５４、１５５へ退避可能かエリアに角度を与えて判断する。図４の例では対向車両１４８が退避所１５４に入ってのすれ違いエリアは対向車両すれ違い不可エリア１５０となる。図４のように前方ですれ違えない際は自車両後方の退避所１５５などのすれ違い位置を探索し、自車両すれ違いエリア１４４を、設定する。

図５は、すれ違い制御部１２による、カーブ路で大型車とすれ違う際のすれ違いエリア生成の具体例である。車両通行可能な見通しの良いカーブの場合、普通車同士であればカーブ上でそのまますれ違えるが、図５に示すように、自車両１４７の対向車両１４８がトレーラーの様な大型車ではカーブ時にクリアランスから走行不可能領域１５３が発生し、すれ違えないケースが生じる。図５に示す例では、すれ違い制御部１２は、カーブに入ってのすれ違いには、自車両すれ違い不可エリア１４９と対向車両すれ違い不可エリア１５０を設定する。したがって、カーブに入る前の自車両現在地をすれ違い位置に設定し、自車両すれ違いエリア１４４と対向車両すれ違いエリア１４５を設定する。

図６はすれ違い制御部１２の動作を示すフローチャートである。
処理Ｓ６０１で自車両は自動運転している。次の処理Ｓ６０２ではすれ違い制御部１２によりすれ違いモードへ切り替えるかの判定処理を行う。処理Ｓ６０２で道幅十分などすれ違い容易と判定すると、処理Ｓ６０３に進み通常の自動運転を継続する。処理Ｓ６０２ですれ違い困難と判定すると、“すれ違いモード”に移行し、処理Ｓ６０４のすれ違い位置探索処理へ進み、自動すれ違い運転を開始する。処理Ｓ６０２のすれ違い判定処理の詳細は図７を参照して後述する。

すれ違い制御部１２は、処理Ｓ６０４ですれ違いエリアを生成し、すれ違い位置を設定できれば処理Ｓ６０５のすれ違い処理へ進む。すれ違い位置を設定できなければ処理Ｓ６０６に進み、手動運転に切り替える。また、処理Ｓ６０４と処理Ｓ６０５を合わせた処理を“すれ違いモード”と称する。処理Ｓ６０４のすれ違い位置探索処理の詳細は図８を参照して後述する。

すれ違い制御部１２は、処理Ｓ６０５では処理Ｓ６０４で設定したすれ違い位置まで自車両を制御して対向車両とのすれ違いを実施し処理Ｓ６０３の自動運転に復帰する。処理Ｓ６０５のすれ違い処理の詳細は図９を参照して後述する。

（すれ違い判定処理）
図７は処理Ｓ６０２の詳細であるすれ違い判定処理を示すフローチャートである。
すれ違い制御部１２は、処理Ｓ７０１で、外界認識センサ１１で認識した対向車両の情報を取得する。具体的には対向車両の位置、車幅、車長、方向指示器の表示、ナンバープレート情報を取得する。

処理Ｓ７０２で、処理Ｓ７０１で取得した情報から対向車両が自車両と同じレーンに存在するか判定する。具体的には、自車両と対向車両の間に白線・中央線があるか、認識した対向車両の左端座標が自車両走行レーンの白線座標範囲内か判定する。同じレーンに存在しない場合、すれ違い不要と判定し、図６に示す処理Ｓ６０３に進み自動運転を継続する。対向車両が同じレーンに存在する場合、処理Ｓ７０３進む。

処理Ｓ７０３で、外界認識センサ１１から道路幅を取得し、道路幅は狭いか判定する。
具体的には“白線内の幅 < 自車幅 + 対向車幅 + オフセット”を満たせば道路幅は狭いと判定する。また、白線が認識できない場合も、道路幅は狭いと判定する。道路幅が広い場合、すれ違い不要と判定し、図６に示す処理Ｓ６０３に進み自動運転を継続する。道路幅が狭い場合、図６に示す処理Ｓ６０４へ進み、“すれ違いモード”に遷移する。モード遷移後は、徐行や速度制限をかける。また、外界認識センサ１１が失陥した際はモード遷移せず安全状態に移行する。

（すれ違い位置探索処理）
図８は処理Ｓ６０４の詳細であるすれ違い位置探索処理を示すフローチャートである。
すれ違い制御部１２は、処理Ｓ８０１で、すれ違い位置を探索するための自車両すれ違いエリアを生成する。具体的には、すれ違い制御部１２のメモリに予め保存している自車情報から自車幅と車長を取得し、すれ違いエリアを生成する。

すれ違い制御部１２は、処理Ｓ８０２で、すれ違い位置を探索するための対向車両すれ違いエリアを生成する。具体的には図７の処理Ｓ７０１で取得した対向車幅と車長からすれ違いエリアを生成する。図７の処理Ｓ７０１で取得した対向車幅と車長が不正確な場合は、例えば、取得した対向車長が車幅以下の場合は、すれ違い制御部１２は、外界認識センサ１１として配置された車載カメラより取得した対向車映像を基に、予め記憶されている車両の映像と車種マッチングを実施する。そして、映像が一致した車両のサイズ情報（車幅および車長）を予め記憶されているデータベースより取得する。または、車載カメラより撮像した対向車両のナンバープレートを認識し、認識したナンバープレートに対応する車両のサイズ情報を予め記憶されているデータベースより取得する。そして、取得したサイズ情報に基づく大きさの対向車両すれ違いエリアを生成する。

すれ違い制御部１２は、処理Ｓ８０３で、処理Ｓ８０１と処理Ｓ８０２で生成したすれ違いエリア同士が重ならない位置を探索し、すれ違い位置として設定する。具体的には、対向車両との相対速度と車間距離から対向車両との接触点を算出し、この接触点を起点として自車方向に向けて、逐次、すれ違い位置の探索を実施し、“自車両すれ違いエリア右端x座標<対向車両すれ違いエリア左端x座標”を満たせばすれ違い位置とする。すれ違い位置は自車両後方も候補とする。また、すれ違い位置として障害物と接触するものは除外する。

処理Ｓ８０４ですれ違い位置を設定できたか判定する。設定できた場合、図６に示す処理Ｓ６０５のすれ違い処理に遷移する。処理Ｓ８０４ですれ違い位置を設定できなかった場合、自動でのすれ違いは不可能と判断し、図６に示す処理Ｓ６０６の手動運転に遷移する。具体的には、自動でのすれ違いは不可能であることをナビゲーションシステム１４を介してドライバへ表示もしくは音声等で報知し、ドライバの判断の元に手動運転に切り替える。

（すれ違い処理）
図９は処理Ｓ６０５の詳細であるすれ違い処理を示すフローチャートである。
すれ違い制御部１２は、処理Ｓ９０１で、すれ違う対向車両がすれ違い位置以遠で停止したか判定する。具体的には、外界認識センサ１１で取得している対向車両の位置から対向車両が停止しているか判定する。停止した場合、処理Ｓ９０２に進む。対向車両が走行中の場合、処理Ｓ９０４に進む。

処理Ｓ９０２で、停止している対向車両の側面をすれ違い可能か判定する。具体的には、対向車両位置を対向車両すれ違いエリアとし、停止している対向車両の側面に自車両すれ違いエリアを設定可能か判定する。

設定できる場合は処理Ｓ９０３に進み、停止している対向車両の側面にすれ違い位置を再設定する。設定できない場合は処理Ｓ８０３で設定したすれ違い位置へ自車両を移動させる。

処理Ｓ９０４で、対向車両が右左折するか判定する。具体的には処理Ｓ７０１で認識した対向車両の方向指示器の表示から対向車両の右左折を判定する。対向車両が右左折する場合は処理Ｓ９０５に進み、対向車両が右左折完了するまで現在地で停止する。対向車両が直進する場合、処理Ｓ９０６に進み、処理Ｓ８０３で設定したすれ違い位置へ自車両を移動させる。

処理Ｓ９０７で対向車両が対向車両すれ違いエリアに到達したか監視する。具体的には自車両が自車両すれ違いエリアへ到達前に対向車両が対向車両すれ違いエリアに到達したか判定する。

まだ到達していない場合、処理Ｓ９０８に進み自車両を自車両すれ違いエリアで停止させ、監視を継続する。対向車両がすれ違いエリアに到達した場合、処理Ｓ９０９に進む。
処理Ｓ９０９では、自車両と対向車両の距離が所定値以上離れていて余裕があるかを判定する。余裕があれば処理Ｓ９１０に進み、徐行によるすれ違いを実施して、処理Ｓ９１１ですれ違いが完了するのを待つ。処理Ｓ９０９で、余裕がなければ処理Ｓ９１２に進み、対向車両が停車したか判定する。対向車両が停車している場合、処理Ｓ９１０に進む。対向車両が走行中の場合、処理Ｓ９１３に進み、対向車両がすれ違い完了するまで自車両は停車を継続し、処理Ｓ９１１ですれ違いが完了するのを待つ。

処理Ｓ９１１ですれ違い完了とする条件は自車両か対向車両がすれ違いエリアを各々の進行方向に通過したことですれ違い完了とする。処理Ｓ９１１で、すれ違い完了後に処理Ｓ９１４に進む。

処理Ｓ９１４で、すれ違い後、正常に自動運転できる位置まで移動する。具体的には、自車両すれ違いエリアを離脱して自動運転できる位置まで自車両を移動する。この場合、例えば、自車両すれ違いエリアの停車位置正面に障害物があれば、この障害物を回避するために、予め保存されていたすれ違い位置までの移動経路を基にすれ違い処理開始位置まで戻る。復帰後処理Ｓ６０３に進み、通常の自動運転に遷移する。

なお、上述の実施形態の説明では、自動運転からすれ違いモードにおける自動すれ違い運転へ、若しくは自動すれ違い運転から自動運転へ遷移する例で説明したが、これに限定せず、例えば、手動運転から自動すれ違い運転へ、若しくは自動すれ違い運転から手動運転へ遷移してもよい。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）車両制御装置１０は、外界認識センサ１１からの外界情報に基づき、自車両を制御するすれ違い制御部１２を備える。すれ違い制御部１２は、自車両と同一レーンに対向車両が存在し（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、道路幅が所定値以下である場合（Ｓ７０３：ＹＥＳ）にすれ違いモードに移行し（Ｓ６０４）、すれ違いモードにおいて、自車両の車幅と車長から自車両用のすれ違いエリアを生成する（Ｓ８０１）自車両用エリア生成手段と、すれ違いモードにおいて、対向車両の車幅と車長から対向車両用のすれ違いエリアを生成する（Ｓ８０２）対向車両用エリア生成手段と、自車両周辺の道路から自車両用のすれ違いエリアと対向車両用のすれ違いエリアが接触しない位置を探索する（Ｓ８０３）探索手段とを備える。これにより、自車両および対向車両の車長に左右されず、安全にすれ違いできる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１０ 車両制御装置、１１ 外界認識センサ、１２ すれ違い制御部、１３ 車両制御部、１４ ナビゲーションシステム

Claims (11)

1. 外界情報に基づき、自車両を制御する制御部を備える車両制御装置であって、
   前記自車両と同一レーンに対向車両が存在し、道路幅が所定値以下である場合にすれ違いモードに移行し、前記すれ違いモードにおいて、前記自車両の車幅と車長から自車両用のすれ違いエリアを生成する自車両用エリア生成手段と、
   前記すれ違いモードにおいて、対向車両の車幅と車長から対向車両用のすれ違いエリアを生成する対向車両用エリア生成手段と、
   前記自車両の周辺の道路から前記自車両用のすれ違いエリアと前記対向車両用のすれ違いエリアが接触しないすれ違い位置を探索する探索手段と、を備えた車両制御装置。
2. 前記探索手段で前記すれ違い位置を探索できた場合には、前記自車両用のすれ違いエリアに停車するように前記自車両を制御し、前記探索手段で前記すれ違い位置を探索できなかった場合には、手動運転へと切り替える、若しくはドライバへ報知する請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記自車両用エリア生成手段は、予め保存している自車情報から前記自車両の車幅と車長を取得して前記自車両用のすれ違いエリアを生成する請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記対向車両用エリア生成手段は、車載カメラより取得した対向車両の車幅と車長に基づいて前記対向車両用のすれ違いエリアを生成する請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記対向車両用エリア生成手段は、車載カメラにより撮像したナンバープレートを基に取得した車両のサイズ情報に基づいて前記対向車両用のすれ違いエリアを生成する請求項１に記載の車両制御装置。
6. 前記対向車両用エリア生成手段は、車載カメラより撮像した対向車両映像を基に車種マッチングにより取得した車両のサイズ情報に基づいて前記対向車両用のすれ違いエリアを生成する請求項１に記載の車両制御装置。
7. 前記制御部は、前記対向車両並びに前記自車両が前記すれ違いエリアにそれぞれ到達した場合、前記自車両と前記対向車両の距離に余裕がある場合には、自車両の徐行を開始する請求項１に記載の車両制御装置。
8. 前記制御部は、前記対向車両並びに前記自車両が前記すれ違いエリアにそれぞれ到達した場合、前記自車両と前記対向車両の距離に余裕がない場合には、前記対向車両が走行している場合は自車両の停止を継続して前記対向車両の通過を待つ請求項１に記載の車両制御装置。
9. 前記自車両用エリア生成手段で生成された前記自車両用のすれ違いエリアを表示する表示手段を備える請求項１に記載の車両制御装置。
10. 前記表示手段は、前記対向車両用エリア生成手段で生成された前記対向車両用のすれ違いエリアを表示する請求項９に記載の車両制御装置。
11. 前記表示手段は、前記自車両用のすれ違いエリアと前記対向車両用のすれ違いエリアとを識別して表示する請求項１０に記載の車両制御装置。

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