JP2016016762A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行を制御する際に、遠くの道路の形状を認識可能な車両制御システムを提供する。【解決手段】 車両Ｖの制御を行う車両制御部１であって、撮像された画像に基づいて道路の形状を認識する道路認識部６と、ドライバーに異常が発生したか否かを検出するドライバー状態検出部２と、ドライバーに異常が発生したことが検出された場合に、道路認識部６によって認識された道路の形状に基づいて車両Ｖの走行を制御する緊急時走行制御部４と、緊急時走行制御部４が車両Ｖの走行の制御を開始する前に、車両Ｖに搭載されたヘッドライト１３がハイビームとなるようにヘッドライト１３を制御するライト制御部５と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

従来、車両が車線から逸脱しないようにステアリングを制御するシステム、及び、車両を自動的に停止させるシステム等、車両を制御する様々なシステムが提案されている。また、緊急時に車両の速度を落として停止等させるシステムが考えられている。ここでの緊急時とは、例えば、ドライバーの意識レベルが低下した場合等、ドライバーに異常が発生した場合が挙げられる。

また、車両を制御する他のシステムとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１には、車両のヘッドライトの点灯の制御を行うシステムについて記載されている。

特開２０１２−４８６４３号公報

近年、車両のドライバーに異常が発生した緊急時に、車両の走行を自動で制御することが考えられている。車両の制御を適切に行うためには、遠くの道路の形状までを把握し、把握された道路の形状に応じて車両の制御を行う必要がある。

そこで、本発明は、車両の走行を制御する際に、遠くの道路の形状を認識可能な車両制御システムを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る車両制御システムは、車両の制御を行う車両制御システムであって、撮像された画像に基づいて道路の形状を認識する道路認識部と、ドライバーに異常が発生したか否かを検出する異常検出部と、異常検出部によってドライバーに異常が発生したことが検出された場合に、道路認識部によって認識された道路の形状に基づいて車両の走行を制御する走行制御部と、制御部が車両の走行の制御を開始する前に、車両に搭載されたヘッドライトがハイビームとなるようにヘッドライトを制御するライト制御部と、を備える。

この車両制御システム装置では、ドライバーに異常が発生し、制御部が車両の制御を開始する前にヘッドライトがハイビームとなる。これにより、車両前方の遠くの位置まで明るくなり、道路認識部は、遠くの道路の形状まで認識することができる。また、走行制御部は、道路認識部によって認識された遠くまでの道路の形状に基づいて、精度良く車両の走行の制御が可能となる。

ライト制御部は、ヘッドライトがロービームの状態である場合にヘッドライトをハイビームに切り替えてもよい。ここで、ヘッドライトがロービームである状態とは、車両の周囲が暗いためにドライバーがヘッドライトを点灯した状態である。従って、ヘッドライトがロービームである場合に、ヘッドライトをハイビームに切り替えることにより、車両の周囲が暗い場合にヘッドライトをハイビームに切り替えることができる。これにより、車両の周囲が暗い場合であっても、道路認識部は遠くの道路の形状まで認識することができる。

道路認識部は、道路の白線又は道路の境界線に基づいて道路の形状を認識してもよい。この場合、道路認識部は、道路の白線又は境界線に基づいて道路の形状を容易に認識することができる。

走行制御部は、車両が道路認識部によって認識された道路の形状に沿って車両が減速しながら走行しつつ停止するように、ステアリング及びブレーキを制御してもよい。この場合、道路認識部によって遠くの道路の形状まで認識された状態で、道路の形状に沿ってステアリングが制御されるので、道路の形状の変化に沿って精度よく車両を走行させることができる。

走行制御部は、道路のレーンチェンジが可能な場合には、車両が道路の路肩に停止するようにステアリング及びブレーキを制御してもよい。この場合には、道路認識部によって遠くの道路の形状まで認識された状態で、車両が路肩に停止するように各部が制御されるので、他の車両の邪魔になり難い路肩に車両Ｖを停止させることができる。

本発明の一側面によれば、車両の走行を制御する際に、遠くの道路の形状を認識可能な車両制御システムを提供することができる。

一実施形態に係る車両制御部を搭載した車両の概略構成を示す図である。 車両制御部で行われる処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、車両Ｖには、緊急時に車両Ｖの走行の制御を行う車両制御部（車両制御システム）１が搭載されている。本実施形態において緊急時とは、車両Ｖの走行中にドライバーの意識レベルが低下する等の異常が発生し（例えば、眠気、体調不良等）、ドライバーが適切な運転操作を行うことが困難な場合をいう。車両制御部１には、前方カメラ１１、側方カメラ１２、ヘッドライト１３、ハザードランプ１４、スイッチ１５、スピーカ１６、ステアリング制御部２１、ブレーキ制御部２２、エンジン制御部２３、ＧＰＳ（Global Positioning System）２４及び通信部２５が接続されている。

前方カメラ１１は、例えば、車両の前部に取り付けられている。前方カメラ１１は、車両Ｖの前方を撮像し、撮像した画像を車両制御部１に入力する。本実施形態において前方カメラ１１は、可視光領域で撮像を行うものとする。側方カメラ１２は、車両Ｖの前部の左側側方に取り付けられている。側方カメラ１２は、車両Ｖの左側側方の領域を撮像し、撮像した画像を車両制御部１に入力する。なお、側方カメラ１２は、車両Ｖの左右両側にそれぞれ取り付けられていてもよい。

ヘッドライト１３は、車両Ｖの前方を照射するものであり、点灯時にはハイビーム又はロービームに切り替えることができる。ハザードランプ１４は、ウインカーランプ等によって構成され、点灯によって車両Ｖの周囲に緊急時等であることを報知する。スイッチ１５は、車両制御部１がスピーカ１６を通じてドライバーに対して警報音を出力した際に、自身に異常が発生していないことをドライバーが車両制御部１に入力する際に操作される。スイッチ１５は、ドライバーが操作しやすい位置に取り付けられている。スイッチ１５が操作されるタイミング等について、詳しくは後述する。スピーカ１６は、ドライバーに対して警報音を出力する。

ステアリング制御部２１は、車両Ｖのステアリング装置を制御する。ステアリング制御部２１がステアリング装置を制御することで、車両Ｖの進行方向を変えることができる。ブレーキ制御部２２は、車両Ｖのブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御部２２がブレーキ装置を制御することで、車両Ｖを停止させることができる。エンジン制御部２３は、車両Ｖのエンジンの出力（回転数）を制御する。エンジン制御部２３がエンジンを制御することにより、車両Ｖを加減速させることができる。

ステアリング制御部２１、ブレーキ制御部２２及びエンジン制御部２３は、それぞれ、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータによって構成されている。

ＧＰＳ２４は、人工衛星からの信号を受信し、車両Ｖの現在位置を取得する。通信部２５は、車両制御部１からの指示に基づき、車両Ｖが緊急時であることを予め定められた通信センター等に通報する。

車両制御部１は、機能的には、ドライバー状態検出部（異常検出部）２、報知部３、緊急時走行制御部（走行制御部）４、ライト制御部５及び道路認識部６を含んで構成されている。車両制御部１は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータによって構成されている。

ドライバー状態検出部２は、車両Ｖのドライバーに異常が発生したか否かを検出する。ドライバー状態検出部２は、例えば、ステアリング操作、ブレーキペダル操作及びアクセルペダル操作等が無くなった場合、或は、長時間変化がない等の場合に、ドライバーに異常が発生したものとして検出する。ステアリング操作、ブレーキペダル操作及びアクセルペダル操作の有無に関する情報は、例えば、ステアリング制御部２１、ブレーキ制御部２２及びエンジン制御部２３から取得することができる。

なお、車両Ｖがバスである場合、バスの乗客がドライバーの異常に気付く場合がある。この場合、車両Ｖに乗客が操作可能なスイッチを設けておき、乗客によって操作されるスイッチからの信号によって、ドライバーの異常の発生を検出してもよい。

また、ドライバー状態検出部２は、報知部３がスピーカ１６を通じて警報音を出力した後にドライバーによってスイッチ１５が操作された場合、ドライバーに異常が発生していないものとして判断する。

報知部３は、ドライバー状態検出部２がドライバーに異常が発生したことを検出した場合に、スピーカ１６を通じて警報音を出力する。より詳細には、報知部３は、まず、ドライバー状態検出部２によってドライバーに異常が発生したことが検出された場合に、スピーカ１６を通じて１回目の警報音を出力する。１回目の警報音の出力の後、スイッチ１５が操作されない場合、報知部３は、スピーカ１６を通じて２回目の警報音を出力する。なお、２回目の警報音は、１回目の警報音よりもドライバーが認識しやすい音とする。例えば、１回目の警報音よりも２回目の警報音を大きくすることができる。また、警報音以外にも、光等を用いた警報であってもよい。

また、報知部３は、１回目の警報音の出力の後、スイッチ１５が操作されない場合、ハザードランプ１４を点滅させ、車両Ｖの周囲に警報を行う。これにより、車両Ｖの周囲の車両のドライバーは、道路上でハザードランプ１４が点滅している車両Ｖに何らかの異常が発生していることを把握することができる。なお、報知部３は、ハザードランプ１４以外にも、車両Ｖのストップランプを点滅等させてもよい。

緊急時走行制御部４は、報知部３による１回目の警報音の出力の後、スイッチ１５が操作されない場合、エンジン制御部２３に対してエンジンの出力を制限するように指示を行う。例えば、緊急時走行制御部４は、車両Ｖがこれ以上加速しないようにエンジン制御部２３に対して指示を行うことができる。この場合、車両Ｖのアクセルがドライバーによって踏み続けられた場合であっても、車両の加速が制限される。

また、緊急時走行制御部４は、報知部３による２回目の警報音の出力の後、スイッチ１５が操作されない場合、車両Ｖの現在位置及び道路の形状等に基づいて車両を減速させながら走行させつつ停止させる緊急時における車両の制御を行う。具体的には、緊急時走行制御部４は、ＧＰＳ２４を用いて車両Ｖの現在位置を取得する。そして緊急時走行制御部４は、取得された現在位置と予め設定された地図情報等とに基づいて車両Ｖが停止可能な場所か否かを判断する。停止可能な場所である場合、緊急時走行制御部４は、車両Ｖが道路の走行レーンから逸脱しないように道路認識部６によって認識される道路の形状に従って車両Ｖが走行するようにステアリング制御部２１に指示を行いながら、ブレーキ制御部２２及びエンジン制御部２３に指示を行って走行レーン上に車両Ｖを停止させる。

停止可能な場所でない場合、緊急時走行制御部４は、停止可能な場所となるまで、道路認識部６によって認識される道路の形状に従って車両Ｖが走行するようにステアリング制御部２１、ブレーキ制御部２２及びエンジン制御部２３等に指示を行う。ここで、停止可能でない場所とは、例えば、道路の合流地点、交差点、踏切の近傍等が挙げられる。

また、緊急時走行制御部４は、車両Ｖがレーンチェンジを行って路肩に移動可能か否かを判断する。この判断は、例えば、側方カメラ１２によって撮像される画像に基づいて、隣接するレーンを走行する車両の有無等より判断することができる。レーンチェンジを行って路肩に移動可能である場合、緊急時走行制御部４は、路肩に向けて車両Ｖが走行し、路肩において車両Ｖが停止するように、ステアリング制御部２１、ブレーキ制御部２２及びエンジン制御部２３等に指示を行う。

また、緊急時走行制御部４は、報知部３による２回目の警報音の出力の後、スイッチ１５が操作されない場合、車両Ｖが緊急時であることを予め定められた通信センター等に通報するように通信部２５に対して指示を行う。

道路認識部６は、前方カメラ１１によって撮像された画像に基づいて、車両Ｖ前方の道路の形状を認識する。例えば、道路認識部６は、前方カメラ１１によって撮像された画像中の白線又は道路の境界線に基づいて、道路の形状を把握することができる。道路認識部６によって把握された道路の形状に関する情報は、緊急時走行制御部４に入力される。

ライト制御部５は、緊急時走行制御部４によって車両Ｖの走行の制御が開始される前に、ヘッドライト１３をハイビームに切り替える。本実施形態においてライト制御部５は、ヘッドライト１３がロービームである場合に、ハイビームに切り替える。ヘッドライト１３がハイビームに切り替わることにより、車両Ｖから離れた位置の道路まで照らされる。これにより道路認識部６は、車両Ｖから離れた遠くの道路の形状まで認識することができる。緊急時走行制御部４は、道路認識部６によって認識された遠くの道路の形状に基づいて、車両Ｖの走行の制御を行うことができる。

次に、車両制御部１で行われる処理の流れについて説明する。以下で説明する処理は、車両Ｖが走行している状態で開始される。図２に示すように、ドライバー状態検出部２は、ドライバーに異常が発生しているか否かを検出する（ステップＳ１０１）。ドライバーの異常が検出されない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ドライバーの異常が検出されるまで、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。

ドライバーの異常が検出された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、報知部３は、スピーカ１６を通じてドライバーに対して１回目の警報音を出力する（ステップＳ１０２）。警報音の出力後、ドライバー状態検出部２は、ドライバーによってスイッチ１５が操作されたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。スイッチ１５が操作された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ドライバー状態検出部２は、ドライバーに異常が発生していないものとして、上述のステップＳ１０１の処理へ戻る。

一方、スイッチ１５が操作されない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、報知部３は、ハザードランプ１４を点滅させ、車両Ｖの周囲に警報を行う（ステップＳ１０４）。なお、ハザードランプ１４は、例えば、車両Ｖのドライバーの状態を確認するために来た救護者等によって解除されるまで点滅を続ける。緊急時走行制御部４は、エンジン制御部２３に対してエンジンの出力を制限するように指示を行う（ステップＳ１０５）。そして、報知部３は、スピーカ１６を通じて１回目よりも大きい２回目の警報音を出力する（ステップＳ１０６）。

２回目の警報音が出力された後、ドライバー状態検出部２は、ドライバーによってスイッチ１５が操作されたか否かを判断する（ステップＳ１０７）。スイッチ１５が操作された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ドライバー状態検出部２は、ドライバーに異常が発生していないものとして、上述のステップＳ１０１の処理へ戻る。

一方、スイッチ１５が操作されない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、緊急時走行制御部４は、通信部２５を用いて車両Ｖの現在位置を取得する（ステップＳ１０８）。ライト制御部５は、ヘッドライト１３をハイビームに切り替える（ステップＳ１０９）。道路認識部６は、前方カメラ１１によって撮像された画像に基づいて道路の形状を認識する（ステップＳ１１０）。

緊急時走行制御部４は、車両Ｖの現在位置及び道路の形状等に基づいて車両を減速させながら走行させつつ停止させる緊急時における車両の制御を行う（ステップＳ１１１）。この緊急時の車両制御と共に緊急時走行制御部４は、車両Ｖが緊急時であることを通信部２５を通じて通報する。また、緊急時走行制御部４は、車両Ｖがレーンチェンジを行って路肩に移動可能か否かを判断する（ステップＳ１１２）。レーンチェンジを行って路肩に移動可能である場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、緊急時走行制御部４は、路肩に向けて車両Ｖが走行し、路肩において車両Ｖが停止するように、ステアリング制御部２１、ブレーキ制御部２２及びエンジン制御部２３等に指示を行う（ステップＳ１１３）。これにより、車両Ｖが路肩で停止する。

一方、レーンチェンジを行って路肩に移動可能でない場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、緊急時走行制御部４が緊急時における車両の制御を継続することによって、車両Ｖが道路の走行レーン上で停止する。

本実施形態は以上のように構成され、車両制御部１においては、ドライバーに異常が発生し、緊急時走行制御部４が車両Ｖの緊急時における走行の制御を開始する前にヘッドライト１３がハイビームとなる。これにより、車両Ｖ前方の遠くの位置まで明るくなり、道路認識部６は、遠くの道路の形状まで認識することができる。また、緊急時走行制御部４は、道路認識部６によって認識された遠くまでの道路の形状に基づいて、精度良く車両Ｖの緊急時における走行の制御が可能となる。

通常、対向車が存在し得る場合にはヘッドライト１３をハイビームに切り替えることはしない。しかしながら、緊急時走行制御部４が緊急時における車両の制御を行う場合にヘッドライト１３をハイビームに切り替えることで、車両Ｖのドライバーに何らかの異常が起こっていることを対向車のドライバーも把握しやすくなる。

ヘッドライト１３は、通常、車両Ｖに搭載されているものである。従って、遠くの道路の形状を認識するための別途の装置を設けることなく、ヘッドライト１３をハイビームに切り替えるだけで遠くの道路の形状を把握することができる。

ライト制御部５は、ヘッドライト１３がロービームの状態である場合にヘッドライト１３をハイビームに切り替える。ここで、ヘッドライト１３がロービームである状態とは、車両Ｖの周囲が暗いためにドライバーがヘッドライト１３を点灯した状態である。従って、ヘッドライト１３がロービームである場合に、ヘッドライト１３をハイビームに切り替えることにより、車両Ｖの周囲が暗い場合にヘッドライト１３をハイビームに切り替えることができる。これにより、車両Ｖの周囲が暗い場合であっても、遠くの道路の形状まで認識することができる。

道路認識部６は、前方カメラ１１によって撮像された画像中の白線又は道路の境界線に基づいて、道路の形状を把握する。この場合には、道路の白線又は境界線に基づいて道路の形状を容易に認識することができる。

緊急時走行制御部４は、緊急時に車両Ｖの走行の制御を行う場合、車両Ｖが道路認識部６によって認識された道路の形状に沿って減速しながら走行しつつ停止するようにステアリング制御部２１に対して指示を行う。この場合には、道路認識部６によって遠くの道路の形状まで認識された状態で、道路の形状に沿ってステアリングが制御されるので、道路の形状の変化に沿って精度よく車両Ｖを減速させながら走行させつつ停止させることができる。

緊急時走行制御部４は、レーンチェンジが可能な場合には、車両Ｖが道路の路肩へ移動して路肩に停止するようにステアリング制御部２１及びブレーキ制御部２２等に指示を行う。この場合には、道路認識部によって遠くの道路の形状まで認識された状態で、車両が路肩に停止するように各部が制御されるので、他の車両の邪魔になり難い路肩に車両Ｖを停止させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、車両Ｖは、大型の車両、大型以外の車両、バス等、各種の車両であってもよい。ドライバーの異常を検出する方法は、上述した方法に限定されない。

また、実施形態において、ライト制御部５は、ヘッドライト１３がロービームの状態である場合にハイビームに切り替えるものとしたが、ヘッドライト１３がオフの状態である場合であってもハイビームに切り替えてもよい。

１…車両制御部（車両制御システム）、２…ドライバー状態検出部（異常検出部）、３…報知部、４…緊急時走行制御部（走行制御部）、５…ライト制御部、６…道路認識部、１３…ヘッドライト、Ｖ…車両。

Claims (5)

1. 車両の制御を行う車両制御システムであって、
   撮像された画像に基づいて道路の形状を認識する道路認識部と、
   ドライバーに異常が発生したか否かを検出する異常検出部と、
   前記異常検出部によって前記ドライバーに異常が発生したことが検出された場合に、前記道路認識部によって認識された前記道路の形状に基づいて前記車両の走行を制御する走行制御部と、
   前記走行制御部が前記車両の走行の制御を開始する前に、前記車両に搭載されたヘッドライトがハイビームとなるように前記ヘッドライトを制御するライト制御部と、
   を備える、車両制御システム。
2. 前記ライト制御部は、前記ヘッドライトがロービームの状態である場合に前記ヘッドライトをハイビームに切り替える、請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記道路認識部は、前記道路の白線又は前記道路の境界線に基づいて前記道路の形状を認識する、請求項１又は２に記載の車両制御システム。
4. 前記走行制御部は、前記道路認識部によって認識された道路の形状に沿って前記車両が減速しながら走行しつつ停止するように、ステアリング及びブレーキを制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御システム。
5. 前記走行制御部は、前記道路のレーンチェンジが可能な場合には、前記車両が前記道路の路肩に停止するように前記ステアリング及び前記ブレーキを制御する請求項４に記載の車両制御システム。

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