JP2019148900A - 車両用制御装置、車両及び経路案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】道路の構造が複雑であったり、複数のレーンがあったりする場合に、車両の位置を精度よく特定する。【解決手段】車両を制御する制御装置は、車両の位置を特定する位置特定部と、位置に基づいて車両の走行制御を行う走行制御部と、自車の位置を誤認識する可能性がある環境にある場合などに、車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置に表示する表示制御部と、を備える。制御装置は、乗員からの選択に基づいて、自車の位置を特定する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用制御装置、車両及び経路案内装置に関する。

四輪車両などの車両を自動的に運転する技術（いわゆる自動運転技術）が発展してきている。自動運転では、車両の位置を精度よく特定することが求められる。特許文献１には、カメラで得られた画像と、衛星からの電波に基づく位置情報とを用いて自車両の位置を特定する技術が記載されている。

特開２０１７−８４１３７号公報

道路の構造が複雑であったり、複数のレーンがあったりする場合に、車両の位置を正確に特定することが困難な場合がある。本発明は、車両の位置を精度よく特定することを目的とする。

上記課題に鑑みて、車両を制御する制御装置であって、前記車両の位置を特定する位置特定手段と、前記位置に基づいて前記車両の走行制御を行う走行制御手段と、前記車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする制御装置が提供される。

上記手段により、車両の位置を精度よく特定できる。

実施形態に係る車両の構成例を説明するブロック図。 実施形態が適用される環境を説明する模式図。 実施形態に係る車両用制御装置の動作例を説明するフローチャート。 実施形態に係る画面の表示例を説明する図。 実施形態に係る経路案内装置の構成例を説明するブロック図。

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両１のブロック図である。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。車両１はこのような四輪車両であってもよいし、二輪車両や他のタイプの車両であってもよい。

車両１は、車両１を制御する車両用制御装置２（以下、単に制御装置２と呼ぶ）を含む。制御装置２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等のメモリ、外部デバイスとのインタフェース等を含む。メモリにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、メモリおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。例えば、ＥＣＵ２０は、プロセッサ２０ａとメモリ２０ｂとを備える。メモリ２０ｂに格納されたプログラムが含む命令をプロセッサ２０ａが実行することによって、ＥＣＵ２０による処理が実行される。これに代えて、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２０による処理を実行するためのＡＳＩＣ等の専用の集積回路を備えてもよい。他のＥＣＵについても同様である。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、統合したりすることが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。後述する制御例では、操舵と加減速の双方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、前輪を自動操舵したりするための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。

検知ユニット４２は、ライダ（Light Detection and Ranging）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距したりする。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距したりする。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４２と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪即等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、メモリに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。ＥＣＵ２４、地図データベース２４ａ、ＧＰＳセンサ２４ｂは、いわゆるナビゲーション装置を構成している。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替えたりする。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８（ウィンカ）を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせたりしてもよい。入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

図２を参照して、本発明の実施形態が適用される環境について説明する。図２に示すように、車両１は高速道路２０１を走行している。高速道路２０１に一般道路２０２が並行して延在している。図２では、高速道路２０１と一般道路２０２とが水平方向に隣り合うように示しているが、高速道路２０１と一般道路２０２とは垂直方向に重なっていてもよい。高速道路２０１は、３つのレーン２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃを含む。

図に示すように、車両１がレーン２０１ｂを走行中であるとする。この場合に、制御装置２は、自車の位置を正しく認識していれば、それに応じた走行制御を行うことができる。例えば、制御装置２は、高速道路を走行中に可能な自動化レベルでの走行制御や、レーン２０１ｂからレーン２０１ａやレーン２０１ｃへ車線変更を行うことができる。しかし、制御装置２が自車の位置を正しく認識していない場合に、適切な走行制御が行われない。例えば、自車が走行中の道路種別が高速道路２０１であるのにもかかわらず、道路種別が一般道路２０２であると制御装置２が誤認識している場合に、一般道路における自動運転レベルに走行制御が制限されてしまう。また、自車の走行レーンがレーン２０１ｃにあると制御装置２が誤認識している場合に、制御装置２は右側のレーンへの車線変更を行わない。そこで、本実施形態の制御装置２は、自車の位置を誤認識する可能性がある環境にある場合などに、車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置９２に表示する。制御装置２は、乗員からの選択に基づいて、自車の位置を特定する。自車の位置を適切に特定することによって、適切なレベルの自動運転を提供できるようになる。

図３を参照して、制御装置２の動作例について説明する。この動作は、車両１の運転中に、他の動作と並行して繰り返し実行される。例えば、この動作は車両１の自動運転が開始される際に実行されてもよいし、自動運転の継続中に実行されてもよいし、車両１の運転者による手動運転中に実行されてもよい。

ステップＳ３０１で、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２４）は車両１の位置を特定する。例えば、制御装置２は、地図データベース２４ａからの地図情報及びＧＰＳセンサ２４ｂからの測位情報に基づいて車両１の位置を特定する。さらに、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２４）は、カメラ４１やライダ４２、レーダ４３などの外界センサからの情報に基づいて、この位置を補正してもよい。自動運転中に、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２０）は、この位置に基づいて車両１の走行制御を行う。手動運転中に、この位置は経路案内に用いられてもよい。

ステップＳ３０２で、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２８）は、選択肢の表示条件を満たすか否かを判定する。表示条件を満たす場合（ステップＳ３０２で「ＹＥＳ」）に、制御装置２は処理をステップＳ３０３へ進め、表示条件を満たさない場合（ステップＳ３０２で「ＮＯ」）に、制御装置２は処理を終了する。

選択肢の表示条件とは、車両の乗員に向けて道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示するために満たすべき条件のことである。例えば、選択肢の表示条件は、車両１が特定の環境にある場合と、制御装置２による位置の特定の精度が所定の閾値以下である場合と、乗員から選択肢の表示を指示された場合との少なくとも１つを含む。

特定の環境にある場合とは、車両１の位置の特定が困難であると考えられる環境にある場合のことである。例えば、特定の環境にある場合は、多数のレーン（例えば、３以上のレーン）を含む道路を走行している場合や、レーン数が変化した場合、立体交差を有する道路を走行している場合、上又は下に重なった別の道路が存在する場合を含む。

制御装置２による位置の特定の精度が所定の閾値以下である場合とは、例えば測位に用いられたＧＰＳの基地局数が閾値よりも低い場合や、測位情報と外界センサによる情報とが一致しない場合などを含む。

乗員から選択肢の表示を指示された場合について説明する。図４（ａ）は、経路案内のために表示装置９２に表示される画面４００の一例を示す。画面４００では、車両１が高速道路を走行中であることが示されている。車両１が高速道路ではなくそれに隣接する一般道路を走行中であることに車両１の乗員が気づいた場合に、乗員は位置修正ボタン４０１を押すことによって、車両１の位置を修正するために複数の選択肢を表示することを制御装置２に指示できる。この例では、表示装置９２がタッチスクリーンである場合を説明するが、入力装置は表示装置９２とは別個に設けられてもよい。以下に説明する画面４１０、４００についても同様である。

ステップＳ３０３で、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２８）は道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置９２に表示する。図４（ｂ）に、複数の選択肢の表示のために用いられる画面４１０の一例を示す。画面４１０は表示装置９２の全体に表示されてもよいし、既存の表示の上に重畳されるポップアップとして表示されてもよい。

画面４１０では、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢が地図上に示される。具体的に、複数の選択肢として、一般道路と、高速道路の３つのレーンとが示されている。各道路には、乗員が選択するための選択ボタン４１１〜４１４が重畳して配置されている。画面４１０に表示する複数の選択肢は、例えば車両１の走行経路に対して横方向に位置する道路に関する選択肢である。画面４１０は、ステップＳ３０１において特定された位置にある自車の画像４１７を含んでもよい。

画面４１０に含まれる地図は、経路案内を行うための地図（例えば、画面４００に表示された地図）よりも簡素化されている。このように地図を簡素化して表示することによって、乗員が選択肢を直感的に選択できるようになる。また、選択ボタン４１１〜４１４のサイズを大きくすることも可能となり、乗員による選択が容易となる。簡素化とは、例えば地図上の位置特定に不要なランドマークや道路を非表示にすることである。

制御装置２は、複数の選択肢のうち車両１のいる可能性が低いと考えられる選択肢がある場合に、その選択肢を選択できないようにしてもよい。例えば、走行中の高速道路に一般道路が隣接しているものの、外界センサの情報に基づいて一般道路を走行している可能性が低いと判定された場合に、制御装置２は、図４（ｃ）に示すように、一般道路を選択するための選択ボタン４１１を非表示とした画面４２０を表示してもよい。これに代えて、制御装置２は、選択ボタン４１１をグレーやバツ印のように押せないことを示唆する画像で表示してもよい。

画面４１０は、複数の選択肢からの選択を行わないことの指示を受け付けるための選択終了ボタン４１５と、制御装置２による走行制御を終了することの指示を受け付けるためのＡＤ終了ボタン４１６との少なくとも一方を含んでもよい。乗員は、選択終了ボタン４１５を押すことによって、複数の選択肢からの位置の選択をキャンセルできる。例えば、乗員は複数の選択肢の何れも正しい位置に合致しない場合にこのボタンを押下する。また、自動運転中に、乗員は、ＡＤ終了ボタン４１６を押すことによって、自動運転から手動運転に切り替えることができる。

ステップＳ３０４で、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２８）は、車両１の乗員から選択を受け取る。乗員が選択終了ボタン４１５を押した場合に、制御装置２はステップＳ３０１で特定された位置をそのまま利用してもよい。所定の時間（例えば、１０秒）以内にいずれの選択肢も選択されなかった場合に、制御装置２は、選択終了ボタン４１５が押された場合と同じ処理を行ってもよい。また、自動運転中に何れの選択肢も選択されなかった場合に、制御装置２は、ＡＤ終了ボタン４１６が押された場合と同じ処理を行ってもよい。

ステップＳ３０５で、制御装置２（例えば、ＥＣＵ２４）は、選択結果に基づいて車両１の位置を特定する。制御装置２は、特定したいに応じた処理を行う。例えば、図３の処理が自動運転の開始の際に行われた場合に、車両１の位置に応じたレベルの走行制御を開始する。

上述の例では、車両１の制御装置２が選択肢の表示を行った。これに代えて、車両１に搭載される経路案内装置（いわゆるカーナビゲーション装置）が選択肢の表示を行ってもよい。図５を参照して、一部の実施形態に係る経路案内装置５００について説明する。

経路案内装置５００は、プロセッサ５０１と、メモリ５０２と、表示装置５０３と、入力装置５０４と、測位装置５０５とを備える。プロセッサ５０１は、経路案内装置５００の全体的な動作を行う。メモリ５０２は、経路案内装置５００の動作に必要なデータを格納する。表示装置５０３は、経路案内装置５００のユーザ（例えば、車両の乗員）に向けて情報を表示する。入力装置５０４は、経路案内装置５００のユーザから入力を取得する。測位装置５０５は、例えばＧＰＳセンサなどを含み、経路案内装置５００の位置を測定する。

経路案内装置５００は、図３に示した動作を実行する。この動作は、メモリ５０２に格納されたプログラムをプロセッサ５０１が処理することによって実行されてもよい。これに代えて、経路案内装置５００は、図３の各ステップを実行する専用の回路（例えば、ＡＳＩＣ）を備えてもよい。

＜実施形態のまとめ＞
［構成１］
車両を制御する制御装置であって、
前記車両の位置を特定する位置特定手段と、
前記位置に基づいて前記車両の走行制御を行う走行制御手段と、
前記車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置に表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
この構成によれば、車両の位置を精度よく特定できる。その結果、制御装置が自動運転を行う場合に、車両の位置に応じた適切なレベルの自動運転を実行可能となる。
［構成２］
前記表示制御手段は、前記車両が特定の環境にあると判定された場合と、前記位置特定手段による位置の特定の精度が所定の閾値以下であると判定された場合との少なくとも一方の場合に、前記複数の選択肢を表示することを特徴とする構成１に記載の制御装置。
この構成によれば、乗員による位置の特定が必要な場合に選択肢を表示できる。
［構成３］
前記表示制御手段は、前記複数の選択肢のうちの一部の選択肢を選択できないようにすることを特徴とする構成１又は２に記載の制御装置。
この構成によれば、不必要な選択肢を表示しないことによって、乗員が選択ミスするリスクを低減できる。
［構成４］
前記表示制御手段は、前記複数の選択肢からの選択を行わないことの指示を受け付けるためのボタンと、前記走行制御手段による走行制御を終了することの指示を受け付けるためのボタンとの少なくとも一方を更に表示することを特徴とする構成１乃至３の何れか１項に記載の制御装置。
この構成によれば、乗員が選択に困る状況を回避できる。
［構成５］
前記表示制御手段は、経路案内を行うための地図よりも簡素化された地図上に前記複数の選択肢を表示することを特徴とする構成１乃至４の何れか１項に記載の制御装置。
この構成によれば、乗員による選択肢の選択を直感的に行わせることができる。
［構成６］
前記表示制御手段は、前記車両の走行経路に対して横方向に位置する道路に関する選択肢を表示することを特徴とする構成１乃至５の何れか１項に記載の制御装置。
この構成によれば、制御装置が自己位置の特定しずらい道路を選択肢の対象にできる。
［構成７］
構成１乃至６の何れか１項に記載の制御装置を備えることを特徴とする車両。
この構成によれば、位置を精度よく特定できる車両が提供される。
［構成８］
車両に搭載される経路案内装置であって、
前記車両の位置を特定する位置特定手段と、
前記車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置に表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする経路案内装置。
この構成によれば、車両の位置を精度よく特定できる。

１ 車両、２ 制御装置、２０ ＥＣＵ、５００ 経路案内装置

Claims (8)

1. 車両を制御する制御装置であって、
   前記車両の位置を特定する位置特定手段と、
   前記位置に基づいて前記車両の走行制御を行う走行制御手段と、
   前記車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置に表示する表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記表示制御手段は、前記車両が特定の環境にあると判定された場合と、前記位置特定手段による位置の特定の精度が所定の閾値以下であると判定された場合との少なくとも一方の場合に、前記複数の選択肢を表示することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記表示制御手段は、前記複数の選択肢のうちの一部の選択肢を選択できないようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記表示制御手段は、前記複数の選択肢からの選択を行わないことの指示を受け付けるためのボタンと、前記走行制御手段による走行制御を終了することの指示を受け付けるためのボタンとの少なくとも一方を更に表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の制御装置。
5. 前記表示制御手段は、経路案内を行うための地図よりも簡素化された地図上に前記複数の選択肢を表示することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の制御装置。
6. 前記表示制御手段は、前記車両の走行経路に対して横方向に位置する道路に関する選択肢を表示することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の制御装置を備えることを特徴とする車両。
8. 車両に搭載される経路案内装置であって、
   前記車両の位置を特定する位置特定手段と、
   前記車両の乗員に向けて、道路種別及び走行レーンに関する複数の選択肢を表示装置に表示する表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする経路案内装置。