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JP6695999B2 - 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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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。
近年、車両が目的地に到着するための複数の目標軌道の候補を生成し、生成した複数の候補から選択された目標軌道に沿って、車両の自動運転を実行させたり、自動運転が不可能な状態において自動運転から手動運転へ切り替える技術についての研究が進められている。これに関連して、自動運転から手動運転へ引き継ぎ可能な複数の引継許可区間を推奨引継区間として設定する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2016−097770号公報
しかしながら、従来の技術では、複数の目標軌道の候補から選択された目標軌道の情報のみが乗員に通知される。そのため、乗員は、他の目標軌道の候補として、どのような目標軌道の候補が生成され、その目標軌道ごとの走行の可否結果がどのようなものであるかを知ることができなかった。したがって、乗員は、自動運転中における車両の状況を、より具体的に把握することができず、自動運転に対する安心感を得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、自動運転に対する乗員の安心感を向上させ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に記載の発明は、車両の周辺車両の位置を認識する外界認識部(121)と、前記外界認識部により認識された周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成する軌道生成部(123)と、前記軌道生成部により生成された複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像を表示部に表示させる表示制御部(125)と、を備え、前記表示制御部は、所定のイベントの起動時に、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを前記表示部に表示させ、更に前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を前記表示部に表示させ、前記表示制御部は、前記軌道生成部により生成された複数の軌道の候補のうち、前記車両が予め設定された目的地までの経路に適合する軌道に沿った走行が不能である状態において、前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングが到来した場合に、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストを行う、車両制御システムである。
請求項2に記載の発明は、車両の周辺車両の位置を認識する外界認識部と、前記外界認識部により認識された周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成する軌道生成部と、前記軌道生成部により生成された複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを表示部に表示させる表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記車両が走行可能な軌道と、前記車両が走行不能な軌道とを交互に切り替えた画像を前記表示部に表示させる、車両制御システムである。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の車両制御システムであって、前記表示制御部は、前記車両が走行不能な軌道に、走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を前記表示部に表示させるものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の車両制御システムであって、前記表示制御部は、前記車両が走行不能な軌道に関して、走行不能の原因となった周辺車両に、走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を前記表示部に表示させるものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の車両制御システムであって、前記表示制御部は、前記車両が走行不能な軌道に関して、前記車両の車線変更先の位置に走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を前記表示部に表示させるものである。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の車両制御システムであって、前記軌道生成部により生成された軌道に基づいて、前記車両の自動運転を実行する自動運転制御部(121、122、123、124、131)を更に備え、前記自動運転制御部は、前記リクエストをキャンセルするためのキャンセル操作を受け付けた場合に、前記表示部に表示された前記車両が走行可能な軌道に沿って、前記自動運転を継続するものである。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の車両制御システムであって、前記表示制御部は、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストに関する情報を前記表示部に表示させた場合に、更に前記リクエストをキャンセルするためのGUIスイッチを前記表示部に出現させ、前記自動運転制御部は、前記GUIスイッチにより前記リクエストをキャンセルするためのキャンセル操作を受け付けた場合に、予め設定された目的地までの経路に適合する軌道以外の軌道に沿って自動運転を行うものである。
請求項に記載の発明は、車載コンピュータが、車両の周辺車両の位置を認識し、認識された前記周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成し、生成された前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道とを示す画像とを表示部に表示させ、所定のイベントの起動時に、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを前記表示部に表示させ、更に前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を前記表示部に表示させ、生成した前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が予め設定された目的地までの経路に適合する軌道に沿った走行が不能である状態において、前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングが到来した場合に、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストを行う車両制御方法である。
請求項に記載の発明は、車載コンピュータに、車両の周辺車両の位置を認識させ、認識された前記周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成させ、生成された前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道とを示す画像とを表示部に表示させ、所定のイベントの起動時に、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを前記表示部に表示させ、更に前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を前記表示部に表示させ、生成させた前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が予め設定された目的地までの経路に適合する軌道に沿った走行が不能である状態において、前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングが到来した場合に、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストを行わせる車両制御プログラムである。
請求項1、、およびに記載の発明によれば、乗員は、現時点での目標軌道の候補を把握することができる。また、自車両Mの走行可能な軌道と走行不能な軌道とが表示されるため、乗員は、例えば、自動運転中における車両の状況を、より具体的に把握することができる。したがって、乗員の安心感を向上させることができる。また、請求項1、8、および9の発明によれば、乗員は、所定のイベントの実行可否が確定されるタイミングを容易に把握することができる。また、乗員に対して適切なタイミングで手動運転を行わせるための通知を行うことができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、乗員は、現時点での目標軌道の候補を把握することができる。また、乗員は、走行可能な軌道と走行不能な軌道とが区別しやすくなる。
請求項に記載の発明によれば、乗員は、表示された複数の軌道の候補のうち、走行不能な軌道を容易に把握することができる。
請求項に記載の発明によれば、乗員は、走行不能の原因となった周辺車両を容易に把握することができる。したがって、例えば自車両Mの運転モードが自動運転から手動運転に切り替わる場合に、乗員は、その周辺車両を注意しながら、手動運転への切り替えをスムーズに行うことができる。
請求項およびに記載の発明によれば、運転操作子、機械式スイッチ、またはGUIスイッチ等に対する簡単な操作により、車両の自動運転を継続させることができる。
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。 行動計画生成部123により生成される目標軌道の候補の一例を示す図である。 表示装置31に表示される複数の目標軌道の候補の一例を示す図である。 走行可否を示す情報を車線変更先の道路上にマークで示した画像を表示した例を示す図である。 目標軌道を示す画像と、走行可能または走行不能を示す画像とを重畳表示した例を示す図である。 ハンドオーバリクエストに関する情報の表示例を示す図である。 緊急停車用の目標軌道の表示例を示す図である。 実施形態の車両制御処理の一例を示すフローチャートである。
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。
[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等の内燃機関、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、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。
「車両制御システム」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、HMI30と、MPU60と、車両センサ70と、運転操作子80と、自動運転制御ユニット100とを含む。
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。後方を撮像する場合、カメラ10は、リアウインドシールド上部やバックドア等に取り付けられる。側方を撮像する場合、カメラ10は、ドアミラー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の周辺にミリ波等の電波を放射するとともに、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、FMCW(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、速度等を認識する。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)等を利用して、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ともに、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、例えば、表示装置(表示部)31と、スピーカ32と、各種操作スイッチ33とを備える。表示装置31は、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)表示装置等である。表示装置31は、例えば、画像を表示する機能と、表示面に対する操作者の指の接近位置や操作内容を受け付ける機能とを備えたタッチパネル式表示装置である。スピーカ32は、例えば、表示装置31に表示される内容に基づく音声を出力したり、または警報等の出力を行う。
各種操作スイッチ33は、自車両M内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ33は、例えば、自動運転切替が含まれる。自動運転切替スイッチは、自動運転の開始(或いは将来の開始)および停止を指示するスイッチである。自動運転とは、例えば、自車両Mの速度制御または操舵制御の少なくとも一方を自動的に制御することである。各種操作スイッチ33は、GUI(Graphical User Interface)スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。なお、HMI30は、上述した構成以外にも、外部と電子メールの送受信を行うメール機能や、通信装置20によって通話を行う通話機能を備えていてもよい。
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等の記憶装置に第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、キー等を含む。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)情報等を含んでもよい。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等の記憶装置に第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推奨車線を決定する。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等が存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な走行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、電話番号情報等が含まれてよい。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、非常駐車帯の領域、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。
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]
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130とを備える。第1制御部120と、第2制御部130とは、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)等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、以下に説明する第1制御部120および第2制御部130の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)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協働によって実現されてもよい。
また、後述する第1制御部120の外界認識部121、自車位置認識部122、行動計画生成部123、ハンドオーバ制御部124、および第2制御部130の走行制御部131のうち、一部または全部を含むものが、「自動運転制御部」の一例である。自動運転制御部は、例えば、自車両Mの加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御し、自車両Mの自動運転を実行する。
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(軌道生成部)123と、ハンドオーバ制御部124と、表示制御部125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、走行車線L1のいずれかの側端部に対する自車両Mの基準点の位置等を、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]
行動計画生成部123は、自車両Mが目的地等に対して自動運転または手動運転を行うための行動計画を生成する。例えば、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、緊急停車イベント、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等がある。また、これらのイベントの起動時または実行中に、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等)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、軌道点の幅が広い場合、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、合流イベント等を起動する。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、複数の目標軌道の候補を生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点で目的地までの経路に適合する最適な目標軌道を選択する。
図4は、行動計画生成部123により生成される目標軌道の候補の一例を示す図である。例えば、自車両Mの目的地までの経路において、自車両Mが車線変更イベントにより走行車線L1から走行車線L3に車線変更しようとする場合、行動計画生成部123は、走行車線L1からL3に車線変更する場合と、車線変更しない場合とを含む複数の目標軌道K−1〜K−3を目標軌道の候補として生成する。図中、目標軌道K−1およびK−2は、自車両Mが車線変更する場合の目標軌道であり、目標軌道K−3は、自車両Mが車線変更しない場合の目標軌道である。
行動計画生成部123は、周辺車両m1〜m3との関係(位置関係や速度の関係をいう)に基づいて、自車両Mがそれぞれの目標軌道で走行可能か否かを判定する。
図4の例では、周辺車両m1〜m3のそれぞれの車間距離が短いため、行動計画生成部123は、目標軌道K−1およびK−2を走行して車線変更することができないと判定する。したがって、行動計画生成部123は、目標軌道K−3を目標軌道として決定する。
行動計画生成部123は、生成された複数の目標軌道K−1〜K−3に対して走行可能か否かを判定した結果を、表示制御部125に提供する。なお、以下の説明において、「走行可能」とは、特定の目標軌道に沿って、自動運転または補助的な運転支援制御等により、自車両Mを走行させることが可能な状態をいう。また、「走行不能」とは、特定の目標軌道に沿って、自動運転または補助的な運転支援制御等により、自車両Mを走行させることができない状態をいう。
[ハンドオーバ制御]
ハンドオーバ制御部124は、行動計画生成部123により生成された行動計画等により設定された自動運転の終了予定地点付近等において、自動運転から手動運転へ移行するためのハンドオーバ制御を行う。ハンドオーバ制御とは、例えば、ハンドオーバリクエストを乗員に通知し、通知したハンドオーバリクエストに対する乗員の操作があった場合に(より具体的には所定量以上の操作が所定時間継続した場合に)、自車両Mの運転モードを自動運転から手動運転に切り替える制御である。
また、ハンドオーバ制御部124は、自動運転の終了地点における強制終了時に、後述する切替制御部132に自車両Mの運転モードを自動運転から手動運転へ切り替えさせるための切り替え指示を出力する。
例えば、ハンドオーバ制御部124は、自車両Mが、目標軌道に沿った走行が不能である状態において、所定のタイミングでハンドオーバ制御を行う。また、ハンドオーバ制御部124は、ハンドオーバリクエストに対する乗員の操作があった場合に、後述する切替制御部132に指示して自車両Mの運転モードを自動運転から手動運転に切り替えさせる。
また、ハンドオーバ制御部124は、ハンドオーバリクエストを通知しようとするときに、ハンドオーバリクエストを開始するタイミングとハンドオーバを完了しておくべきタイミングとに関する情報を生成し、生成した情報を表示制御部125に提供する。この処理の意義については後述する。
また、ハンドオーバ制御部124は、例えば、上述したハンドオーバリクエストに対する乗員の応答や運転操作子80に対する操作がなく、ハンドオーバを完了しておくべきタイミングが到来した場合、行動計画生成部123に指示して緊急停車用の目標軌道を生成させる。このように、自動運転が継続できない状態で自車両Mを緊急停車させる制御を行うことで、乗員の安全性を確保することができる。
[表示制御]
表示制御部125は、行動計画生成部123およびハンドオーバ制御部124等から提供される情報に基づいて、表示装置31の表示内容を制御する。例えば、表示制御部125は、行動計画生成部123により生成された複数の目標軌道の候補を示す画像を、表示装置31に表示させる。
図5は、表示装置31に表示される複数の目標軌道の候補の一例を示す図である。まず、表示制御部125は、自車両Mの位置情報に基づいて、第2地図情報62から自車両Mの周辺の地図画像を取得する。そして、表示制御部125は、取得した地図画像に自車両Mを示す画像、各周辺車両m1〜m3を示す画像、および、複数の目標軌道の候補を示す画像を重畳させた画像を、表示装置31に表示させる。
図5の例では、表示制御部125は、目標軌道K−1〜K−3をそれぞれ示す画像300−1〜300−3を地図画像に重畳させて、表示装置31に表示させている。画像300−1〜300−3は、例えば、矢印等の所定の図形を含む画像であるが、これに限定されるものではなく、記号や模様、色彩、線、所定の領域の点滅および輝度調整(例えば、フラッシュ表示)等でもよい。
また、表示制御部125は、自車両Mが走行不能な目標軌道に、走行不能であることを示す情報を対応付けた画像310を表示装置31に表示させる。例えば、表示制御部125は、自車両Mが走行不能な軌道に関して、自車両Mの車線変更先の位置に、走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を表示装置31に表示させる。
図5の例では、表示制御部125は、自車両Mが走行不能な目標軌道を示す画像300−1および300−2に対応付けて、「行けない」等の画像310−1および310−2を、表示装置31に表示させている。
なお、図6において自車両Mが走行不能な目標軌道を示す画像300−1および300−2は、車線変更を試みる際に生成された目標軌道に対して走行不能である場合の軌道である。また、自車両Mが走行可能な軌道を示す画像300−3は、車線変更を試みる際に生成された目標軌道に対して走行不能であった場合に生成される代替の軌道である。表示制御部125は、それぞれの画像300−1〜300−3を表示することで、自車両Mが車線変更を実行しようとしたが、車線変更ができなかったことを乗員に認識させることができるとともに、車線変更が行えない場合にどのような軌道を走行するのかも併せて認識させることができる。
これにより、乗員は、現時点で生成される複数の目標軌道の候補と、各目標軌道に対する走行の可否とを容易に把握することができ、自動運転中における自車両Mの状況を、より具体的に把握することができる。したがって、表示制御部125は、自動運転に対する乗員の安心感を向上させることができる。なお、表示制御部125は、自車両Mが走行不能な目標軌道を示す画像300−1および300−2と、自車両Mが走行可能な目標軌道を示す画像300−3とを、異なるマーク、図形、記号、模様等で表示してもよい。
図6は、走行可否を示す情報を車線変更先の道路上にマークで示した画像を表示した例を示す図である。図6の例では、表示制御部125は、画像300−1が示す車線変更先の目標軌道が走行不能の原因となった周辺車両m1およびm2の間の道路上に、走行不能であることを示す「×」マークの画像320−1を重畳させる。また、表示制御部125は、画像300−2が示す車線変更先の目標軌道が走行可能である場合、車線先の道路上に、走行可能であることを示す「○」マーク等の画像320−2を重畳させてもよい。
また、表示制御部125は、目標軌道を示す画像と、走行可能または走行不能を示す画像とを重畳表示して、表示装置31に表示させてもよい。図7は、目標軌道を示す画像と、走行可能または走行不能を示す画像とを重畳表示した例を示す図である。図7の例では、表示制御部125は、画像300−1に、走行不能であることを示す「×」マークの画像320−1を重畳させる。また、表示制御部125は、画像300−2に走行可能であることを示す「○」マーク等の画像320−2を重畳させてもよい。なお、表示制御部125は、上述した画像310と画像320との一部または全部を組み合わせて、表示装置31に表示させてもよい。
なお、表示装置31に表示された目標軌道のうち、走行可能な目標軌道が複数ある場合、表示制御部125は、乗員が選択した走行可能な目標軌道を受け付け、受け付けた目標軌道に関する情報を走行制御部131に出力してもよい。この場合、例えば、表示装置31の画面上の走行可能な目標軌道が表示された部分または走行可能であることを示す画像が表示された部分を乗員がタッチすることで、表示制御部125は、乗員が選択した目標軌道を受け付ける。これにより、乗員は、走行可能な軌道のうち、好みの軌道で自車両Mを走行させることができる。
また、表示制御部125は、上述したように目標軌道に走行可否を示す情報を対応付けるのではなく、周辺車両m1〜m3に走行可否を示す情報を対応付けてもよい。これにより、乗員は、走行不能の原因となっている周辺車両を容易に把握することができる。
また、表示制御部125は、自車両Mが走行不能な目標軌道に関する画像300−1および300−2と、自車両Mが走行可能な目標軌道に関する画像300−3とを、所定のタイミングで交互に切り替えて表示装置31に表示させてもよい。所定のタイミングとは、例えば所定の時間間隔でもよく、各種操作スイッチ33による切り替え操作等でもよい。これにより、乗員は、走行可能な目標軌道と、走行不能な目標軌道とが区別しやすくなる。なお、表示制御部125は、自車両Mが走行可能な目標軌道または走行不能な目標軌道が複数ある場合には、それぞれの目標軌道を所定のタイミングで切り替えて、表示装置31に順次表示させてもよい。
なお、上述の例では、表示制御部125は、予め生成された軌道に車線変更が含まれ、且つ、その車線変更が不能である場合の表示例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、表示制御部125は、予め生成された軌道が直進である場合の分岐点において、自車両Mの乗員により車線変更を行う旨の操作が入力された場合であって、車線変更ができない場合にも同様に画像310、320等を表示させてもよい。この場合、行動計画生成部123は、運転操作子80等により、乗員から車線変更を行うための操作を受け付けたことを契機として複数の目標軌道の候補を生成してもよい。
また、表示制御部125は、所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を表示装置31に表示させてもよい。例えば、表示制御部125は、ハンドオーバ制御部124によりハンドオーバリクエストを開始するタイミングとハンドオーバを完了しておくべきタイミングとに関する情報が提供された場合に、それぞれの情報を示す画像を表示装置31に表示させてもよい。これらの情報を表示させるタイミングは、例えば、自車両Mとハンドオーバリクエストを開始する地点との距離が所定距離以内になったタイミングである。
図5〜図7の例では、表示制御部125は、ハンドオーバリクエストの通知開始位置を示す線の画像330−1と、ハンドオーバを完了しておくべき位置を示す線の画像330−2とを表示装置31に表示させている。なお、表示制御部125は、画像330−1と画像330−2とで挟まれたハンドオーバ区間(自動運転から手動運転への切り替え区間)を背景色と異なる色や模様等で強調表示させてもよい。
このように、ハンドオーバリクエストの通知開始位置およびハンドオーバを完了しておくべき位置を表示することで、乗員は、ハンドオーバリクエストが通知される前に、余裕を持って手動運転を行うための準備等を行うことができる。更に、乗員は、自動運転制御において、自車両Mがどのタイミングでハンドオーバリクエストを通知しようとしているかを、より具体的に把握することができる。したがって、乗員に対して自動運転に対する安心感を向上させることができる。
また、表示制御部125は、自車両Mがハンドオーバリクエストの通知開始位置に到達した場合(ハンドオーバリクエストの通知開始タイミングが到来した場合)、ハンドオーバ制御部124からの指示により提供されるハンドオーバリクエストを、表示装置31に表示させてもよい。
図8は、ハンドオーバリクエストに関する情報の表示例を示す図である。図8の例では、表示制御部125は、自車両Mの乗員にハンドオーバリクエストに関する情報400を、表示装置31に表示させている。表示装置31に表示されるハンドオーバリクエストに関する情報400としては、例えば、図示するように、「目的地に行くための車線変更ができないため自動運転を終了します。手動運転を行って下さい。」等のメッセージ情報である。ハンドオーバリクエストに関する情報400は、表示装置31に表示された自車両Mや周辺車両、走行車線等の地図情報とは重ならない位置に表示させるのが好ましい。
このように、ハンドオーバリクエストに関する情報400を表示装置31に表示させることで、乗員に手動運転の切り替え操作を行わせることができるとともに、手動運転を行う理由を乗員に通知することができる。
また、表示制御部125は、自車両Mがハンドオーバリクエストの通知開始位置に到達した場合に、目標軌道K−1〜K−3を示す画像300−1〜300−3を表示画像から削除する。図8の例では、表示制御部125は、表示装置31に表示される画像から目標軌道K−1〜K−3を示す画像300−1〜300−3を削除する。これにより、乗員に対し、ハンドオーバリクエストが通知されていることを、より明確に通知することができる。なお、自動運転制御ユニット100は、ハンドオーバリクエストに関する情報400をスピーカ32により音声出力させる音声出力制御を行ってもよい。
更に、表示制御部125は、ハンドオーバリクエストに関する情報400を表示装置31に表示させる場合に、ハンドオーバリクエストをキャンセルして自動運転を継続させる指示を受け付けるGUIスイッチ410を、表示装置31に出現させる。
GUIスイッチ410によるキャンセル操作を受け付けた場合、行動計画生成部123は、ハンドオーバリクエストをキャンセルし、自動運転を継続する。具体的には、行動計画生成部123は、自車両Mが走行車線L3への車線変更を行わずに目的地に到着するために、予め設定された目的地までの経路に適合する目標軌道以外の目標軌道を生成し、生成した目標軌道に沿って自動運転を実行する。
これにより、例えば、自車両Mが高速道路を走行しており、目的地方面のインターチェンジが渋滞している場合に、表示装置31に表示されたGUIスイッチ410を押すことで、その次のインターチェンジで降りるための自動運転が継続されるため、スムーズに行動計画を変更することができる。
GUIスイッチ410は、例えば表示装置31に表示された自車両Mや周辺車両、走行車線等の地図情報とは重ならない位置であり、且つ、ハンドオーバリクエストに関する情報400が表示される位置の付近に表示させるのが好ましい。また、GUIスイッチ410の代わりに、各種操作スイッチ33として機械式スイッチが設けられていてもよい。また、表示制御部125は、図8に示すように、GUIスイッチ410に自動運転を継続する旨のメッセージ情報を表示させてよい。
また、表示制御部125は、行動計画生成部123により提供される緊急停車用の目標軌道に関する情報を、表示装置31に表示させてもよい。
図9は、緊急停車用の目標軌道の表示例を示す図である。表示制御部125は、行動計画生成部123により提供される緊急停車用の目標軌道が提供された場合に、表示装置31に表示されている画像に、緊急停車の目標軌道を示す画像を重畳させ、表示装置31に表示させる。また、表示制御部125は、緊急停車用の目標軌道に基づいて決定される自車両Mの停車予定位置を示す画像を、表示装置31に表示させてもよい。
図9の例では、表示制御部125は、自車両Mの現在位置に対応付けて緊急停車用の目標軌道を示す画像340と、停車予定位置を示す画像350とを表示装置31に表示させている。緊急停車用の目標軌道は、図9に示すように、自車両Mを安全な位置に停車させるための目標軌道である。安全な位置とは、例えば、非常駐車帯や路肩、路側帯等である。緊急停車用の目標軌道を示す画像340は、例えば、矢印等の所定の図形を含む画像である。停車予定位置を示す画像350は、例えば、自車両Mの形状に対応した画像である。画像340および350は、他の図形の画像や記号、模様、色彩、線、所定の領域の点滅、輝度調整等でもよい。
また、表示制御部125は、画像340および画像350とともに、自車両Mが緊急停車する理由等を示すメッセージ情報420を表示装置31に表示させてもよい。これにより、乗員は、手動運転が実行されないことが原因で緊急停車の運転制御が行われることを容易に把握することができる。
第2制御部130は、例えば、走行制御部131と、切替制御部132とを備える。走行制御部131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。
切替制御部132は、例えばHMI30の各種操作スイッチ33等に設けられた自動運転切替スイッチから入力される信号に基づいて自動運転および手動運転の各運転モードを相互に切り替える。また、切替制御部132は、例えば、アクセスペダルやブレーキペダル、ステアリングホイール等の運転操作子80に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自車両Mの運転モードを自動運転から手動運転へ切り替える。
また、切替制御部132は、ハンドオーバ制御部124による切り替え指示に基づいて、自車両Mの運転モードを自動運転から手動運転へ切り替える。
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、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)とを備える。ECUは、走行制御部131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131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131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。また、ブレーキ装置210は、安全面を考慮して複数系統のブレーキ装置を備えていてもよい。
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131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。
[処理フロー]
以下、実施形態の車両システム1による各種車両制御の一例について説明する。
図10は、実施形態の車両制御処理の一例を示すフローチャートである。図10の処理は、自動運転の実行中における自車両Mの車両制御処理の一例であり、自動運転の実行中において所定のタイミングで繰り返し実行される。
まず、自車位置認識部122は、自車両Mの位置を取得する(ステップS100)。次に、外界認識部121は、自車両Mの周辺車両の位置を認識する(ステップS102)。次に、行動計画生成部123は、外界認識部121により認識された周辺車両の位置に基づいて複数の目標軌道の候補を生成する(ステップS104)。
次に、行動計画生成部123は、生成した複数の目標軌道の候補のうち、目的地までの経路に適合する目標軌道の走行が可能か否かを判定する(ステップS106)。目的地までの経路に適合する目標軌道が走行不能である場合、行動計画生成部123は、生成された複数の軌道の候補を、自車両Mが走行可能な目標軌道と、自車両Mが走行不能な目標軌道とに分類する(ステップS108)。
次に、表示制御部125は、自車両Mの位置を基準として、第2地図情報62等から取得した地図画像に、自車両Mが走行可能な目標軌道と、自車両Mが走行不能な目標軌道とに関する情報を重畳させて表示装置31に表示させる(ステップS110)。
次に、ハンドオーバ制御部124は、自車両Mの現在位置に基づいて、ハンドオーバリクエストの通知開始タイミングが到来したか否かを判定する(ステップS112)。未だハンドオーバリクエストの通知開始タイミングが到来していない場合、ステップS100の処理に戻る。
また、ハンドオーバリクエストの通知開始タイミングが到来した場合、表示制御部125は、ハンドオーバリクエストを表示装置31に表示させて、乗員に通知する(ステップS114)。次に、表示制御部125は、表示画像から自車両Mが走行可能な目標軌道と、自車両が走行不能な目標軌道とを示す画像を削除する(ステップS116)。
次に、表示制御部125は、ハンドオーバのキャンセルボタンを表示装置31に表示させる(ステップS118)。次に、行動計画生成部123は、ハンドオーバのキャンセルボタンによるキャンセル操作を受け付けたか否かを判定する(ステップS120)。キャンセル操作を受け付けた場合、行動計画生成部123は、自車両Mの現在位置に基づく新たな行動計画を生成し(ステップS122)、ステップS100の処理に戻る。これにより、自車両Mの自動運転が継続される。
また、ハンドオーバのキャンセル操作を受け付けていない場合、ハンドオーバ制御部124は、乗員によるハンドオーバリクエストに対する操作を受け付けた否かを判定する(ステップS124)。ハンドオーバリクエストに対する操作を受け付けた場合、切替制御部132は、運転モードを自動運転から手動運転に切り替える(ステップS126)。また、ハンドオーバリクエストに対する操作を受け付けなかった場合、走行制御部131は、自車両Mを緊急停車させる(ステップS128)。
なお、ステップS106の処理において、目的地までの経路に適合する目標軌道の走行が可能である場合、行動計画生成部123は、目的地までの経路に適合する目標軌道に沿って、自動運転を実行する(ステップS130)。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。
以上説明した実施形態におけ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によれば、乗員は、現時点での目標軌道の候補を把握することができる。また、自車両Mの走行可能な軌道と走行不能な軌道とが表示されるため、乗員は、自動運転中における車両の状況を、より具体的に把握することができる。したがって、自動運転に対する乗員の安心感を向上させることができる。
また、実施形態によれば、乗員は、走行不能の原因となった周辺車両や、ハンドオーバリクエストが通知されるタイミング等を表示内容から容易に把握することができる。また、実施形態によれば、ハンドオーバをキャンセルするためのGUIスイッチを画面表示することで、ハンドオーバのタイミングであっても乗員の簡単な操作で自車両Mの自動運転を継続させることができる。
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、12…レーダ装置、14…ファインダ、16…物体認識装置、20…通信装置、30…HMI、50…ナビゲーション装置、60…MPU、70…車両センサ、80…運転操作子、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(軌道生成部)、124…ハンドオーバ制御部、125…表示制御部、130…第2制御部、131…走行制御部、132…切替制御部、200…走行駆動力出力装置、210…ブレーキ装置、220…ステアリング装置、M…自車両

Claims (9)

  1. 車両の周辺車両の位置を認識する外界認識部と、
    前記外界認識部により認識された周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成する軌道生成部と、
    前記軌道生成部により生成された複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを表示部に表示させる表示制御部と、を備え
    前記表示制御部は、所定のイベントの起動時に、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを前記表示部に表示させ、更に前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を前記表示部に表示させ、
    前記表示制御部は、前記軌道生成部により生成された複数の軌道の候補のうち、前記車両が予め設定された目的地までの経路に適合する軌道に沿った走行が不能である状態において、前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングが到来した場合に、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストを行う、
    車両制御システム。
  2. 車両の周辺車両の位置を認識する外界認識部と、
    前記外界認識部により認識された周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成する軌道生成部と、
    前記軌道生成部により生成された複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを表示部に表示させる表示制御部と、を備え
    前記表示制御部は、前記車両が走行可能な軌道と、前記車両が走行不能な軌道とを交互に切り替えた画像を前記表示部に表示させる、
    車両制御システム。
  3. 前記表示制御部は、前記車両が走行不能な軌道に、走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を前記表示部に表示させる、
    請求項1または2に記載の車両制御システム。
  4. 前記表示制御部は、前記車両が走行不能な軌道に関して、走行不能の原因となった周辺車両に、走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を前記表示部に表示させる、
    請求項1または2に記載の車両制御システム。
  5. 前記表示制御部は、前記車両が走行不能な軌道に関して、前記車両の車線変更先の位置に走行不能であることを示す情報を対応付けた画像を前記表示部に表示させる、
    請求項1または2に記載の車両制御システム。
  6. 前記軌道生成部により生成された軌道に基づいて、前記車両の自動運転を実行する自動運転制御部を更に備え、
    前記自動運転制御部は、前記リクエストをキャンセルするためのキャンセル操作を受け付けた場合に、前記表示部に表示された前記車両が走行可能な軌道に沿って、前記自動運転を継続する、
    請求項に記載の車両制御システム。
  7. 前記表示制御部は、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストに関する情報を前記表示部に表示させた場合に、更に前記リクエストをキャンセルするためのGUIスイッチを前記表示部に出現させ、前記自動運転制御部は、前記GUIスイッチにより前記リクエストをキャンセルするためのキャンセル操作を受け付けた場合に、予め設定された目的地までの経路に適合する軌道以外の軌道に沿って自動運転を行う、
    請求項に記載の車両制御システム。
  8. 車載コンピュータが、
    車両の周辺車両の位置を認識し、
    認識された前記周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成し、
    生成された前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道とを示す画像とを表示部に表示させ
    所定のイベントの起動時に、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを前記表示部に表示させ、更に前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を前記表示部に表示させ、
    生成した前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が予め設定された目的地までの経路に適合する軌道に沿った走行が不能である状態において、前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングが到来した場合に、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストを行う、
    車両制御方法。
  9. 車載コンピュータに、
    車両の周辺車両の位置を認識させ、
    認識された前記周辺車両の位置に基づいて、複数の軌道の候補を生成させ、
    生成された前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が走行可能な軌道を示す画像と、前記車両が走行不能な軌道とを示す画像とを表示部に表示させ
    所定のイベントの起動時に、前記車両が走行可能な軌道と、前記車両が走行不能な軌道を示す画像とを前記表示部に表示させ、更に前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングを示す画像を前記表示部に表示させ、
    生成させた前記複数の軌道の候補のうち、前記車両が予め設定された目的地までの経路に適合する軌道に沿った走行が不能である状態において、前記所定のイベントの実行可否を確定するタイミングが到来した場合に、前記車両の乗員に手動運転を行わせるためのリクエストを行わせる、
    車両制御プログラム。
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