JP2018127084A - 自動運転車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールに隠れてドライバモニタカメラによるドライバの顔認識不能な期間を短くする。【解決手段】自動運転車両１は、ステアリングコラムの上面上に配置されてドライバを撮影するドライバモニタカメラ３３と、制御装置６０とを備える。制御装置６０は、車両の走行計画を生成する走行計画作成部７４と、車両の走行用アクチュエータを制御する走行制御部７５と、を備える。走行計画作成部は、走行計画に沿って車両を走行させると、車両の走行中にステアリングホイール２の操舵角が、ステアリングホイールによってドライバの顔が隠れることによりドライバモニタカメラの画像から顔を認識することができなくなる認識不能角度範囲内の角度になるような場合には、ステアリングホイールの操舵角が認識不能角度範囲内の角度になる期間が短くなるように前記走行計画を変更する。【選択図】図６

Description

本発明は、自動運転車両に関する。

特許文献１には、ドライバの顔を含む画像を撮影する撮影装置と、撮影装置によって撮影された画像に基づいてドライバの顔が向いている角度を算出する算出手段とを備え、ドライバの顔が向いている角度が大きくなってドライバの顔を認識できなくなったときには、顔の向きが変化する角速度に基づいて顔の向きの角度を推定することが開示されている。このようにして算出又は推定された顔の向きの角度に基づいてドライバが脇見をしているか否か等の判定が行われる。

特許文献２には、運転者の脇見状態の継続時間を計測する脇見時間計測装置と、運転者の居眠り状態の継続時間を計測する居眠り時間計測装置と、計測された脇見時間が第１所定時間以上の場合及び計測された居眠り時間が第２所定時間以上の場合にドライバに警告を行う警告出力装置とを備える、車載警報装置が開示されている。

特開２０１６−５７８３９号公報 特開２００８−９７４４５号公報

特許文献１、２に記載されたように、ドライバモニタカメラによって撮影された画像を用いて、ドライバが脇見をしているか否か又はドライバが居眠りをしていないか否かを判別することが行われている。このような判別を適切に行うためには、ドライバの顔がドライバモニタカメラによって常に撮影されてドライバの状態が認識されていることが必要になる。

一般に、ドライバモニタカメラは、ステアリングコラムの上面上に配置される。ところが、このように配置されたドライバモニタカメラでは、ステアリングホイールの操舵角によっては、ドライバモニタカメラによるドライバの顔画像がステアリングホイールのスポーク等によって隠れてしまう場合がある。ドライバの顔画像がステアリングホイールによって隠れてしまうと、ドライバの顔認識をすることができなくなり、ドライバ状態の検出精度が低下する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ドライバの状態を把握することができなくなる期間が短くなるように、ステアリングホイールに隠れてドライバモニタカメラによるドライバの顔の少なくとも一部を認識することができなくなる期間を短くすることにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は以下のとおりである。

（１）ステアリングコラムの上面上に配置されてドライバを撮影する撮影装置と、該撮影装置に接続された制御装置とを備える、自動運転車両であって、前記制御装置は、当該車両の周辺状況を認識する周辺状況認識部と、前記周辺状況認識部により認識された前記周辺状況、地図情報及び目的地に基づいて、当該車両の走行計画を生成する走行計画作成部と、前記走行計画に沿って前記車両が自動的に走行するように前記車両の走行用アクチュエータを制御する走行制御部と、を備え、前記走行計画作成部は、前記走行計画に沿って車両を走行させると、当該車両の走行中にステアリングホイールの操舵角が、該ステアリングホイールによってドライバの顔の少なくとも一部のパーツが隠れることにより前記撮影装置によって撮影された画像から前記パーツを認識することができなくなる認識不能角度範囲内の角度になるような場合には、前記ステアリングホイールの操舵角が前記認識不能角度範囲内の角度になる期間が短くなるように前記走行計画を変更する、自動運転車両。

本発明によれば、ステアリングホイールに隠れてドライバモニタカメラによるドライバの顔の少なくとも一部を認識することができなくなる期間を短くすることができる。

図１は、自動運転車両に搭載された自動運転システムの構成を示す概略的なブロック図である。 図２は、自動運転車両の外観を示す概略的な側面図である。 図３は、自動運転車両の内部を部分的に示す概略側面図である。 図４は、走行計画を作成するための走行計画作成制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図５は、図４の走行計画作成制御に基づいて作成された走行計画に従って車両の走行制御を行うための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図６は、比較的急にカーブしている片側一車線の道路を車両が走行している場合の走行ラインを示す図である。 図７は、急カーブしている片側二車線の道路を車両が走行している場合の走行ラインを示す図である。 図８、走行計画を変更する走行計画変更制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。 図９、走行計画を変更する走行計画変更制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車両全体の説明＞
図１〜図３を参照して、本発明の一つの実施形態における自動運転車両１の構成について説明する。図１は、本実施形態における自動運転車両１に搭載された自動運転システム５の構成を示す概略的なブロック図である。図２は、本実施形態における自動運転車両１の外観を示す概略的な側面図である。図３は、本実施形態における自動運転車両１の内部を部分的に示す概略側面図である。

図１に示すように、自動運転システム５は、周辺環境検出装置１０、自車両状態検出装置２０、ＧＰＳ受信機３１、地図データベース３２、ドライバモニタカメラ３３、ＨＭＩ（Human Machine Interface）４１、ナビゲーション装置４２、各種走行用アクチュエータ５０、及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備える。

周辺環境検出装置１０は、自動運転車両１の周辺の環境状況（自車両周辺状況）を検出するための検出装置である。自車両周辺状況には、自車両周辺の障害物（例えば、建物や、道路上の先行車や後続車、対向車といった走行車両、停止車両、縁石、落下物、歩行者等）や天候等が含まれる。本実施形態では、自動運転車両１は、図１に示したように、周辺環境検出装置１０として、ライダ（LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging）１１と、ミリ波レーダーセンサ１２と、外部カメラ１３とを備える。

ライダ１１は、レーザ光を利用して自車両周辺の道路や障害物を検出する装置である。本実施形態では、ライダ１１は、図２に示したように、自動運転車両１の屋根上に設置されている。ライダ１１は、自動運転車両１の全周囲に向けてレーザ光を順次照射し、その反射光に基づいて自車両周辺の道路や障害物までの距離を計測する。この結果、ライダ１１によれば、自動運転車両１の全周囲における道路及び障害物の状況、すなわち自車両周辺状況が三次元画像として検出される。ライダ１１は、自車両周辺状況を示す三次元画像をＥＣＵ６０へ送信する。

ミリ波レーダーセンサ１２は、電波を利用してライダ１１よりも遠距離における自車両周辺の障害物を検出する装置である。本実施形態では、ミリ波レーダーセンサ１２は、図２に示したように、自動運転車両１のフロントバンパー及びリヤバンパーにそれぞれ設置されている。ミリ波レーダーセンサ１２は、自動運転車両１の周囲（本実施形態では自動運転車両１の前方、後方及び側方）に電波を発射し、その反射波に基づいて自車両周辺の障害物までの距離や当該障害物との相対速度を計測する。ミリ波レーダーセンサ１２は、その計測結果を自車両周辺状況としてＥＣＵ６０へ送信する。

外部カメラ１３は、自動運転車両１の前方を撮影する装置である。本実施形態では、外部カメラ１３は、図２に示したように、自動運転車両１のフロントガラスの情報に設置されている。外部カメラ１３は、撮影した自車両前方の映像の画像処理を行うことで、自車両前方の障害物情報や、走行レーンの車線幅や道路形状、道路標識、信号機の状態といった自車両前方の道路情報、ヨー角（走行レーンに対する車両の相対的な方向）や走行レーン中央からの車両オフセット位置といった自動運転車両１の走行情報等を検出する。外部カメラ１３は、検出したこれらの撮影情報をＥＣＵ６０へ送信する。

なお、ライダ１１、ミリ波レーダーセンサ１２及び外部カメラ１３の設置箇所や個数は、上記実施形態の態様に限られるものではない。ライダ１１及びミリ波レーダーセンサ１２は、自車両周辺の道路や障害物を検出することができれば、自動運転車両１のグリルや、各種ライトの内部に分割して設置されてもよい。また、外部カメラ１３は、自動運転車両１の前方を撮影することができれば、他の場所に設置されてもよい。

また、自動運転車両１は、周辺環境検出装置１０として、自車両周辺状況を検出する他の装置を備えていても良い。具体的には、例えば、自車両周辺の照度を検出する照度センサ、降水の有無や降水量を検出するレインセンサ、渋滞情報等を外部の通信センタから受信する受信装置等が挙げられる。

自車両状態検出装置２０は、自動運転車両１の速度や加速度、姿勢といった自動運転車両１の状態を検出するための装置である。本実施形態では、自動運転車両１は、図１に示したように、自車両状態検出装置２０として、車速センサ２１と、加速度センサ２２と、ヨーレートセンサ２３と、を備える。

車速センサ２１は、自動運転車両１の速度を検出するためのセンサである。加速度センサ２２は、自動運転車両１の前後方向の加速度を検出するためのセンサである。ヨーレートセンサ２３は、自動運転車両１の重心の鉛直軸回りの回転角速度（ヨーレート）を検出するセンサである。これら車速センサ２１、加速度センサ２２及びヨーレートセンサ２３は、検出結果をＥＣＵ６０へ送信する。

なお、自動運転車両１は、自車両状態検出装置２０として、自動運転車両１の状態を検出する他の装置を備えていても良い。

ＧＰＳ受信機３１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信して、自動運転車両１の現在位置（例えば、自動運転車両１の緯度及び経度）を検出するための装置である。ＧＰＳ受信機３１は、検出された自動運転車両１の現在位置情報をＥＣＵ６０へ送信する。

地図データベース３２は、地図情報に関するデータベースである。地図データベース３２は、例えば、自動運転車両１に搭載されたＨＤＤ（Hard Disk Drive）内に記憶されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えば、カーブと直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報、道路種別等の情報が含まれる。

ドライバモニタカメラ３３は、ドライバを、特にドライバの顔を撮影するための装置である。本実施形態では、ドライバモニタカメラ３３は、ステアリングホイール２を取り付けるためのステアリングコラム３の上面上に設けられている。ドライバモニタカメラ３３は、撮影したドライバの画像をＥＣＵ６０へ送信する。

ＨＭＩ４１は、ドライバ又は車両乗員と自動運転システム５との間で情報の入出力を行うためのインターフェイスである。ＨＭＩ４１は、例えば、文字情報や画像情報を表示するためのディスプレイ、音声出力のためのスピーカ、ドライバの音声を認識するためのマイク、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン或いはタッチパネル等を備えている。

ナビゲーション装置４２は、ＨＭＩ４１を介してドライバによって設定された目的地までの目標走行ルートを演算するための装置である。ナビゲーション装置４２は、ＧＰＳ受信機３１で検出した自動運転車両１の現在位置情報と地図データベース３２の地図情報とに基づいて、目的地までの目標走行ルートを演算する。ナビゲーション装置４２は、演算した目標走行ルートに関する情報を電子制御ユニット６０に送信する。

走行用アクチュエータ５０は、自動運転車両１の走行制御を実行するための装置である。走行用アクチュエータは、少なくとも、駆動アクチュエータ５１、制動アクチュエータ５２、操舵アクチュエータ５３を備える。

駆動アクチュエータ５１は、自動運転車両１を加速するためのアクチュエータである。駆動アクチュエータ５１は、例えば、ＥＣＵ６０からの制御信号に応じて、自動運転車両１を駆動するためのモータや内燃機関を制御して、自動運転車両１の駆動力を制御する。制動アクチュエータ５２は、ＥＣＵ６０からの制御信号に応じて、自動運転車両１に設けられたブレーキを制御して、自動運転車両１の車両に付与する制動力を制御する。操舵アクチュエータ５３は、ＥＣＵ６０からの制御信号に応じて、電動パワーステアリングシステムの操舵アシストモータの駆動を制御して、自動運転車両１の操舵作用を制御する。

ＥＣＵ６０は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力ポート及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。本実施形態では、一つのＥＣＵ６０が設けられているが、ＣＡＮ等に準拠したバス等を介して互いに接続された複数のＥＣＵが機能毎に設けられていてもよい。図１に示したように、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、自動運転車両１の自動運転の制御を行う自動運転制御部７０と、自動運転車両１のドライバの状態を診断するドライバ状態診断部８０とを備える。

＜自動運転制御の概要＞
自動運転制御部７０は、自動運転車両１周辺の状況を認識する周辺状況認識部７１と、自動運転車両１の地図上の位置を認識する車両位置認識部７２と、自動運転車両１の走行状態を認識する走行状態認識部７３と、自動運転車両１の走行計画を作成する走行計画作成部７４と、自動運転車両１の走行を制御する走行制御部７５とを有する。

周辺状況認識部７１は、周辺環境検出装置１０の検出結果（例えば、ライダ１１の三次元画像、ミリ波レーダーセンサ１２の計測結果、外部カメラ１３の撮影情報等）に基づいて、自動運転車両１の周辺状況を認識する。この場合、周辺状況には、自動運転車両１が走行する車線の白線の位置、自動運転車両１に対する車線中心の位置、道路幅、道路の形状（例えば、走行車線の曲率、路面の勾配変化等）、自動運転車両１の周辺の障害物の状況（例えば、固定障害物と移動障害物とを区別する情報、自動運転車両１に対する障害物の位置、自動運転車両１に対する障害物の移動方向、自動運転車両１に対する障害物の相対速度等）が含まれる。

車両位置認識部７２は、周辺状況認識部７１によって認識された自動運転車両１の周辺状況及びＧＰＳ受信機３１で受信した自動運転車両１の現在位置情報に基づいて、自動運転車両１の地図上における位置を認識する。ＧＰＳ受信機３１で受信した自動運転車両１の現在位置情報はそれほど精度が高くなく、多少の誤差がある。そこで、車両位置認識部７２は、ＧＰＳ受信機３１による現在位置情報に基づいて、その位置周辺について地図データベース３２に記憶されている固定障害物の三次元基礎データを取得する。そして、車両位置認識部７２は、このようにして取得した三次元基礎データと、周辺状況認識部７１によって認識された現在の自動運転車両１周辺の固定障害物の三次元検出データとを比較することによって、現在の自動運転車両１の正確な位置を認識する。具体的には、ライダ１１を用いて検出された周辺の固定障害物の三次元画像を少しずつずらしながら、この三次元画像が、記憶されている周辺の固定障害物の三次元基礎画像上にぴたりと重なる画像位置を見つけ出す。このとき三次元画像をずらした量に基づいて、現在の自動運転車両１の正確な位置を認識することができる。

走行状態認識部７３では、自車両状態検出装置２０の検出結果（例えば、車速センサ２１からの車速情報、加速度センサ２２からの加速度情報、ヨーレートセンサ２３からの回転角度情報等）に基づいて、自動運転車両１の走行状態が認識される。自度運転車両１の走行状態には、例えば、車速、加速度および自動運転車両１の重心の鉛直軸周りの回転角速度が含まれる。

走行計画作成部７４では、自動運転車両１の走行計画が作成される、即ち、自動運転車両１の進路が決定される。自動運転車両１の走行計画は、地図データベース３２の地図情報、車両位置認識部７２で認識された自動運転車両１の位置、周辺状況認識部７１で認識された自動運転車両１の周辺状況（他車両の位置や進行方向等）および走行状態認識部７３により認識された自動運転車両１の速度や加速度、ＨＭＩ４１を介して入力された目的地等に基づいて、作成される。

本実施形態では、走行計画作成部７４では、目標走行ルート、目標走行レーン及び目標走行パス含む目標走行ラインに基づいて、走行計画が作成される。目標走行ルートは、現在地から目的地に至るまでに自動運転車両１が走行すべき道路を示すものであり、ドライバによって設定された目的地に基づいてナビゲーション装置４２によって算出される。目標走行レーンは、車線が複数ある道路を走行する際に、複数の車線のうち自動運転車両１が走行すべき車線を示すものである。目標走行レーンは、例えば、初期設定においては複数車線のうち最も左側の車線に設定されると共に、道路の状況や周辺車両の状況に応じて他の車線に設定される。目標走行パスは、一つの車線の中で自動運転車両１が走行すべき位置を示すものである。目標走行パスは、基本的に、車線の中央に設定される。

走行計画作成部７４では、目標走行ラインに加えて、その道路の法定制限速度や、自動運転車両１の周辺の環境（例えば、自車両周りの他車両の速度等）に基づいて、自動運転車両１が辿るべき短期的な目標軌跡が算出される。このようにして算出された短期的な目標軌跡から、目標軌跡上の各時刻における自動運転車両１の位置と走行状態とが算出される。

走行制御部７５は、走行計画作成部７４によって作成された走行計画に沿って自動運転車両１が自動的に走行するように自動運転車両１の走行用アクチュエータ５０を制御する。すなわち、走行制御部７５は、走行計画作成部７４において算出された各時刻における自動運転車両１の位置と走行状態に基づいて、走行用アクチュエータ５０それぞれに制御信号を送信する。これによって、自動運転車両１は、走行計画作成部７４によって算出された目標軌跡上を通って走行するように制御される。

次に、車両の自動運転システムにおいて実行される基本的な処理について、図４及び図５に示したフロ一チャートを参照しつつ簡単に説明する。図４は、走行計画を作成するための走行計画作成制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。例えばドライバがＨＭＩ４１を介してナビゲーション装置４２において目的地を設定すると、ＥＣＵ６０において図４で示した走行計画作成制御の制御ルーチンが繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１１では、周辺環境検出装置１０の検出結果から、周辺状況認識部７１により、自動運転車両１の周辺状況が認識される。次いで、ステップＳ１２では、周辺状況認識部７１によって認識された自動運転車両１の周辺状況及びＧＰＳ受信機３１で受信した自動運転車両１の現在位置情報に基づいて、車両位置認識部７２により、自動運転車両１の位置が認識される。次いで、ステップＳ１３では、自車両状態検出装置２０の検出結果から、走行状態認識部７３により、自動運転車両１の走行状態が認識される。次いで、ステップＳ１４では、走行計画作成部７４により、自動運転車両１の走行計画が生成される。この走行計画に基づいて車両の走行制御が行われる。

図５は、図４の走行計画作成制御に基づいて作成された走行計画に従って自動運転車両１の走行制御を行うための制御ルーチンを示すフローチャートである。図５を参照すると、まず、ステップＳ２１において、走行計画作成部７４によって生成された走行計画、すなわち、目標軌跡上の各時刻における自動運転車両１の位置及び走行状態が読み込まれる。次いで、これら各時刻における自動運転車両１の位置及び走行状態に基づいて、ステップＳ２２では自動運転車両１の駆動アクチュエータ５１の制御が行われ、ステップＳ２３では自動運転車両１の制動アクチュエータ５２の制御及び制動灯の点灯制御等が行われ、ステップＳ２４では操舵アクチュエータ５３の制御及び方向指示灯の制御等が行われる。これら制御は、ステップＳ２１において、更新された新たな走行計画を取得するごとに更新される。

このようにして、生成された走行計画に沿った自度運転車両１の自動走行が行われる。自度運転車両１の自動走行が行われて、自度運転車両１が目的地に到着した場合に、或いは、自度運転車両１の自動走行が行われている途中で、運転者によりＨＭＩ４１に自動走行を停止させる入力操作が行われた場合に、自動走行が終了せしめられる。

＜ドライバ状態診断の概要＞
自動運転車両１のドライバの状態を診断するドライバ状態診断部８０は、ドライバが居眠りをしているか否かを診断する居眠り診断部８１と、ドライバが脇見運転をしているか否かを診断する脇見診断部８２と、を備える。

居眠り診断部８１は、ドライバモニタカメラ３３から入力される画像を処理して、ドライバの瞼の開き量を算出し、算出された瞼の開き量に基づいてドライバの眼が閉じられているか否かを検出する。具体的には、本実施形態では、ドライバモニタカメラ３３によって撮影された顔画像に対して、まず、アファイン変換等により顔の向きや顔の大きさが補正され、次いで、顔の各パーツ（口、鼻、眼）のマッチング処理により各パーツが特定される。その後、眼のパーツの境界線に基づいて上下の瞼間の最大距離、すなわち瞼の開き量が算出される。このようにして算出された瞼の開き量が所定の基準値以下の場合には、現在、瞼が閉じられていると判定される。この基準値は、予め定められた一定値であってもよいし、眼の開いている状態にあるときの瞼の開き量をドライバ毎に予め検出し、この開き量に基づいて最適化された値であってもよい。なお、ドライバモニタカメラ３３から入力される画像を処理してドライバの眼が閉じられているか否かを検出する手法としては、必ずしも上述した手法を用いる必要はなく、任意の適切な手法を用いることができる。

加えて、居眠り診断部８１は、上述した画像処理によって眼が閉じられている状態（閉眼状態）であると検出されている継続時間を算出し、算出された閉眼状態の継続時間が予め定められた所定の居眠り判定時間以上になると、居眠り診断部８１は、ドライバが居眠り運転をしていると判定する。なお、居眠り判定時間は、自動運転車両１の運転状態等に応じて変更される時間であってもよい。例えば、自動運転車両１が停止しているときには走行しているときに比べて、居眠り判定時間が長く設定されてもよい。

脇見診断部８２は、ドライバモニタカメラ３３から入力される画像を処理して、ドライバの顔の向きを算出し、算出された顔の向きに基づいてドライバの顔が正面を向いているか否かを検出する。具体的には、上述したようにマッチング処理によって特定された顔の各パーツの位置又は向きと、予め記憶しておいた各姿勢（例えば、正面を向いているときの姿勢等）における同パーツの位置又は向きとのマッチング度合いを比較することにより、ドライバの現在の顔の向きが算出される。このようにして算出された顔の向きが正面に対して所定基準以上ずれている場合には、ドライバの顔が正面を向いていないと判定される。なお、ドライバモニタカメラ３３から入力される画像を処理してドライバの顔が正面を向いているか否かの検出は、必ずしも上述した手法で行う必要はなく、任意の適切な手法を用いることができる。

加えて、脇見診断部８２は、上述した画像処理によってドライバの顔が正面を向いていない状態（脇見状態）であることが検出されているときには、その継続時間を算出する。算出された脇見状態の継続時間が予め定められた所定の脇見判定時間以上になると、脇見診断部８２は、ドライバが脇見運転をしていると判定する。なお、脇見判定時間は、自動運転車両１の運転状態等に応じて変更される時間であってもよい。例えば、自動運転車両１の速度が遅いときには速いときに比べて脇見判定時間が長く設定されてもよい。

なお、居眠り診断部８１によってドライバが居眠りしていると判定された場合には、居眠り診断部８１からＨＭＩ４１に居眠り警報指令が送信される。このように居眠り警報指令が送信されると、ＨＭＩ４１は、例えば、スピーカによって警報音を発生させると共に、ディスプレイに居眠りに注意すべき旨の警報を表示させる。また、脇見診断部８２によってドライバが脇見していると判定された場合には、脇見診断部８２からＨＭＩ４１に脇見警報指令が送信させる。このように脇見警報指令が送信されると、ＨＭＩ４１は、例えば、スピーカによって警報音を発生させると共に、ディスプレイに居眠りに注意すべき旨の警報を表示させる。このように、ＨＭＩ４１は、ドライバに異常が生じている場合にドライバに異常を警報する警報部として機能する。

なお、本実施形態では、ドライバ状態診断部８０は、ドライバの運転状態を判定する診断部として、居眠り診断部８１及び脇見診断部８２を備えている。しかしながら、ドライバ状態診断部８０は、居眠り及び脇見以外のドライバの運転状態についても判定するように構成されてもよい。例えば、ドライバが眼の状態を検出してドライバが白目をむいているときにはドライバに異常が生じていると判定したり、ドライバの動きを検出してドライバが痙攣しているときにはドライバに異常が生じていると判定したり、ドライバの姿勢を検出してドライバが傾いて座っているときにはドライバに異常が生じていると判定したりするようにしてもよい。

＜問題点＞
ところで、上述したように、本実施形態では、ドライバモニタカメラ３３がステアリングコラム３の上面上に設けられている。この結果、図３に示したように、ドライバモニタカメラ３３とドライバとの間にステアリングホイール２が位置することになる。この場合、ドライバモニタカメラ３３はステアリングホイール２を通してドライバを撮影する。このため、ステアリングホイール２の回転量、すなわちステアリングホイール２の操舵角（直進状態を０としたステアリングホイール２の回転角度）が大きくなると、ステアリングホイール２のスポーク部分等によってドライバの撮影が妨げられる。

具体的には、ドライバ側から見て右回り（時計回り）にステアリングホイール２を回転させた場合、操舵角の増加に伴い、口、鼻、左眼、右眼の順でドライバの顔の主要パーツがステアリングホイール２によって隠れる。一方、ドライバ側から見て左回り（反時計回り）にステアリングホイール２を回転させた場合、操舵角の増加に伴い、口、鼻、右眼、左眼の順でドライバの顔の主要パーツがステアリングホイール２によって隠れる。このため、自動運転車両１の操舵時には、ドライバが正面を向いていたとしても、ドライバの顔の主要パーツがステアリングホイール２によって隠れる場合があり、ドライバ状態の検出精度が低下する。

特に、本実施形態では、スポークがステアリングホイール２の左右両側において等しい角度で設けられている。このため、ステアリングホイール２の操舵角が第１所定角度θｌｉｍ１以上になると、例えば、ドライバの一方の眼がスポークによって隠れてしまう。したがって、ステアリングホイール２の操舵角が第１所定角度θｌｉｍ１以上になると、ドライバ状態の検出精度の低下を招く。したがって、ステアリングホイール２の操舵角が第１所定角度θｌｉｍ１以上の角度範囲は、ステアリングホイール２によってドライバの顔の少なくとも一部のパーツが隠れることによりドライバモニタカメラ３３によって撮影された画像からこのパーツを認識することができなくなる認識不能角度範囲であるということができる。したがって、ステアリングホイール２の操舵角は、できる限り第１所定角度θｌｉｍ１未満の範囲内、すなわち認識不能角度範囲外で制御されるのが好ましい。

＜本実施形態における制御の概要＞
ところで、本実施形態の自動運転車両１では、走行計画作成部７４によって走行計画が作成される。このため、走行計画作成部７４によって走行計画が作成された段階で、ドライバによって設定された目的地に到達するまでの間のステアリングホイール２の操舵角を算出することができる。したがって、自動運転車両１では、走行計画作成部７４によって走行計画が作成された段階で、走行計画に沿って自動運転車両１を走行させると、ステアリングホイール２の操舵角が第１所定角度θｌｉｍ１以上になることがあるか否か、すなわち認識不能角度範囲内の角度になることがあるか否かを判断することができる。

そこで、本実施形態の走行計画作成部７４は、上述したようにして作成された走行計画に沿って自動運転車両１を走行させると、自動運転車両１の走行中にステアリングホイール２の操舵角が上述した認識不能角度範囲内の角度になるような場合には、ステアリングホイール２の操舵角が認識不能角度範囲内の角度になる期間が短くなるように走行計画を変更するように構成される。以下では、走行計画作成部７４のこのような制御について説明する。

図６は、自動運転車両１が比較的急にカーブしている片側一車線の道路を走行している場合の走行ラインを示す図である。図中のＸは車線を規定する白線を表している。上述したように、走行計画作成部７４において走行計画を作成するに当たり、目標走行ラインのうち目標走行パスは、基本的に、車線の中央に設定される。したがって、図６に示した例では、基本的に、目標走行ラインは破線で示したラインＬ１に設定される。

ここで、ラインＬ１は、曲率半径がＲ１の円弧となっているとする。したがって、自動運転車両１がラインＬ１に沿って走行する場合、ステアリングホイール２の操舵角は曲率半径Ｒ１に対応するθ１となる。上述したように、図６に示した道路は比較的急にカーブしているため、操舵角θ１は、第１所定角度θｌｉｍ１よりも僅かに大きい角度となっている。したがって、自動運転車両１が図６に示した道路を走行する際には、ステアリングホイール２の操舵角は認識不能角度範囲内の角度となる。

一方、自動運転車両１が図６に示したカーブした道路を走行するにあたり、カーブへの入口及びカーブからの出口付近では自動運転車両１が車線の外側を走行し、カーブの中央付近では自動運転車両１が車線の内側を走行するようなラインＬ２で走行する場合を考える。この場合、ラインＬ２は、曲率半径がＲ１よりも大きいＲ２の円弧となっている。したがって、自動運転車両１がラインＬ２に沿って走行する場合には、ステアリングホイール２の操舵角は曲率半径Ｒ２に対応するθ２となる。

ここで、曲率半径Ｒ２は曲率半径Ｒ１よりも大きいことから、操舵角θ２は操舵角θ１よりも小さい。上述したように、操舵角θ１は、第１所定角度θｌｉｍ１よりも僅かに大きい角度となっているため、操舵角θ２は第１所定角度θｌｉｍ１よりも小さい角度となる。したがって、操舵角θが第１所定角度θｌｉｍ１よりも僅かに大きい角度となるような道路を走行する場合には、道路を走行する際における目標走行パスを変更することによってステアリングホイール２の操舵角が認識不能角度範囲内の角度となることを抑制ことができる。ただし、操舵角θが第１所定角度θｌｉｍ１よりも大きい第２所定角度θｌｉｍ２（θｌｉｍ２＞θｌｉｍ１）以上になると、目標走行パスを変更してもステアリングホイール２の操舵角は認識不能角度範囲内の角度のままとなる。

図７は、自動運転車両１が急カーブしている片側二車線の道路を走行している場合の走行ラインを示す図である。図中のＸは車線を規定する白線を表している。上述したように、走行計画作成部７４において走行計画を作成するに当たり、目標走行ラインのうち目標走行レーンは、例えば、初期設定において複数車線のうち最も左側の車線に設定される。したがって、図７に示した例では、基本的に目標走行ラインは破線で示したラインＬ３に設定される。

ここで、ラインＬ３は、曲率半径がＲ３の円弧となっているとする。したがって、自動運転車両１がラインＬ３に沿って走行する場合、ステアリングホイール２の操舵角は曲率半径Ｒ３に対応するθ３となる。上述したように、図６に示した道路は急カーブとなっているため、操舵角θ３は、第２所定角度θｌｉｍ２よりも僅かに大きい角度となっている。したがって、自動運転車両１が図７に示した道路を走行する際には、ステアリングホイール２の操舵角は認識不能角度範囲内の角度となる。

一方、自動運転車両１が図７に示したカーブした道路を走行するにあたり、右側の車線を走行するようなラインＬ４で走行する場合を考える。この場合、ラインＬ４は、曲率半径がＲ３よりも大きいＲ４の円弧となっている。したがって、自動運転車両１がラインＬ４に沿って走行する場合には、ステアリングホイール２の操舵角は曲率半径Ｒ４に対応するθ４となる。

ここで、曲率半径Ｒ４は曲率半径Ｒ３よりも大きいことから、操舵角θ４は操舵角θ３よりも小さい。加えて、曲率半径Ｒ３に対する曲率半径Ｒ４の比は、曲率半径Ｒ１に対する曲率半径Ｒ２の比よりも大きい。すなわち、操舵角θ４に対する操舵角θ３の比は、操舵角θ２に対する操舵角θ１の比よりも大きい。このため、自動運転車両１の走行ラインをラインＬ３からＬ４に変更した場合には、自動運転車両１の走行ラインをラインＬ１からＬ２に変更した場合に比べて操舵角θをより小さくすることができる。

この結果、操舵角θ３は、第２所定角度θｌｉｍ２よりも大きい角度となっているにも関わらず、操舵角θ４は第１所定角度θｌｉｍ１よりも小さい角度となる。したがって、操舵角θが第２所定角度θｌｉｍ２よりも大きい角度となるような道路を走行する場合には、道路を走行する際における目標走行レーンを変更することによってステアリングホイール２の操舵角が認識不能角度範囲内の角度となることを抑制ことができる。ただし、操舵角θが第２所定角度θｌｉｍ２よりも大きい第３所定角度θｌｉｍ３（θｌｉｍ３＞θｌｉｍ２）以上になると、目標走行レーンを変更してもステアリングホイール２の操舵角は認識不能角度範囲内の角度のままとなる。

本実施形態の走行計画作成部７４によって作成された走行計画に沿って自動運転車両１を走行させると、自動運転車両１の走行中にステアリングホイール２の操舵角が第３所定角度θｌｉｍ３以上になるような場合には、走行パスや走行レーンを変更しても、ステアリングホイール２の操舵角は認識不能角度範囲内の角度となる。したがって、この場合には、目的地への到達時間の増加や自動運転車両１の安全性を考慮して可能な範囲内で、車両の走行ルートを変更することが必要になる。本実施形態では、このように目標走行パス、目標走行レーン、目標走行ルートを変更することによって、ステアリングホイール２の操舵角が認識不能角度範囲内の角度になる期間を短くすることができる。

＜フローチャート＞
図８及び図９は、図４を参照して説明した走行計画作成制御によって作成された走行計画を変更する走行計画変更制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。走行計画変更制御は、走行計画作成部７４において実行される。図示した制御ルーチンは、一定時間間隔毎に繰り返し実行される。

図８及び図９に示したように、まずステップＳ３１において、走行計画作成制御によって作成された走行計画に沿って自動運転車両１が走行した際にステアリングホイール２が取り得る操舵角θが算出される。操舵角θの算出は、目標走行ライン中に存在するカーブ走行ラインの曲率半径に基づいて算出される。

次いで、ステップＳ３２では、ステップＳ３１において算出された走行計画中の操舵角θの絶対値が、第１所定角度θｌｉｍ１以上の角度を含むか否かが判定される。したがって、ステップＳ３２では、走行計画中の操舵角θが認識不能角度範囲内の角度を含むか否かが判定される。ステップＳ３２において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第１所定角度θｌｉｍ１以上の角度を含まないと判定された場合には、目標走行ラインを変更する必要がないため、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップＳ３２において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第１所定角度θｌｉｍ１以上の角度を含むと判定された場合、すなわち走行計画中の操舵角θが認識不能角度範囲内の角度を含むと判定された場合には、ステップＳ３３へと進む。

ステップＳ３３では、ルート確定フラグＦｒがＯＮにセットされているか否かが判定される。ルート確定フラグＦｒは目標走行ルートが確定して走行計画変更制御によって目標走行ルートが変更されることがなくなった場合にＯＮとされ、未だ変更される可能性がある場合にＯＦＦとされるフラグである。ルート確定フラグＦｒは、ドライバが目的地を変更したり、渋滞によって目標走行ルートが変更されたりすることによって走行計画作成制御で作成される走行計画が変更された場合には、ＯＦＦにリセットされる。ステップＳ３３において、ルート確定フラグＦｒがＯＦＦにセットされていると判定された場合には、ステップＳ３４へと進む。

ステップＳ３４では、ステップＳ３１において算出された走行計画中の操舵角θの絶対値が、第３所定角度θｌｉｍ３以上の角度を含むか否かが判定される。第３所定角度θｌｉｍ３は、第１所定角度θｌｉｍ１よりも大きい角度であって、走行レーンを変更すれば操舵角θが第１所定角度θｌｉｍ１未満になって認識不能角度範囲外の角度になるような角度の最大値に設定される。ステップＳ３４において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第３所定角度θｌｉｍ３以上の角度を含むと判定された場合には、ステップＳ３５へと進む。

ステップＳ３５では、目標走行ルートを変更可能であるか否かが判定される。目標走行ルートが変更可能であるか否かは、様々な要素に基づいて判定される。例えば、走行ルートを変更することによる目的地への到達時間の増加量、走行ルートを変更することによる安全性の低下等が考慮される。走行ルートを変更することによって、目的地への到達時間の増加量が所定の限界時間未満であれば目標走行ルートを変更可能であると判定され、増加量が所定の限界時間以上であると目標走行ルートを変更可能でないと判定される。ステップＳ３５において、目標走行ルートを変更可能であると判定された場合には、ステップＳ３６へと進み、目標走行ルートが変更せしめられ、再びステップＳ３１へ戻る。一方、ステップＳ３５において、目標走行ルートを変更可能でないと判定された場合には、ステップＳ３７へと進む。ステップＳ３７では、ルート確定フラグＦｒがＯＮにセットされ、再びステップＳ３１へ戻る。

一方、ステップＳ３４において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第３所定角度θｌｉｍ３以上の角度を含まないと判定された場合には、ステップＳ３４からステップＳ３８へと進む。ステップＳ３８では、ルート確定フラグＦｒがＯＮにセットされる。

次いで、ステップＳ３９では、ステップＳ３１において算出された走行計画中の操舵角θの絶対値が、第２所定角度θｌｉｍ２以上であって第３所定角度θｌｉｍ３未満の角度を含むと否かが判定される。第２所定角度θｌｉｍ２は、第１所定角度θｌｉｍ１よりも大きく且つ第３所定角度θｌｉｍ３よりも小さい角度であって、走行パスを変更すれば操舵角θが第１所定角度θｌｉｍ１未満になって認識不能角度範囲外の角度になるような角度の最大値に設定される。ステップＳ３９において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第２所定角度θｌｉｍ２以上であって第３所定角度θｌｉｍ３未満の角度を含むと判定された場合には、ステップＳ４０へと進む。

ステップＳ４０では、車線変更が可能であるか否かが判定される。車線変更が可能であるか否かは、操舵角θの絶対値が第２所定角度θｌｉｍ２以上になる道路において複数の車線があるか否か及び車線変更するにあたって障害物（他車等）が無いか否か等に基づいて判定される。例えば、操舵角θの絶対値が第２所定角度θｌｉｍ２以上になる道路において、複数の車線があれば車線変更が可能であると判定され、一つの車線しかない場合には車線変更が不可能であると判定される。ステップＳ４０において、車線変更が可能であると判定された場合には、ステップＳ４１へと進み、目標走行レーンが変更せしめられ、再びステップＳ３１へ戻る。一方、ステップＳ４０において、車線変更が不可能であると判定された場合には、ステップＳ４２へと進む。

ステップＳ４２では、レーン確定フラグＦｌがＯＮにセットされ、その後、再びステップＳ３１へ戻る。レーン確定フラグＦｌは目標走行レーンが確定して走行計画変更制御によって目標走行レーンが変更されることがなくなったときにＯＮとされ、未だ変更される可能性がある場合にＯＦＦとされるフラグである。レーン確定フラグＦｌは、ドライバが目的地を変更したり、追い越しのために目標走行レーンが変更されたりすることによって走行計画作成制御で作成される走行計画が変更された場合には、ＯＦＦにリセットされる。

一方、ステップＳ３９において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第２所定角度θｌｉｍ３以上であって第３所定角度θｌｉｍ３未満の角度を含まないと判定された場合には、ステップＳ４３へと進む。ステップＳ４３では、目標走行パスが変更され、制御ルーチンが終了せしめられる。

他方、ステップＳ３３において、ルート確定フラグＦｒがＯＮにセットされていると判定された場合には、ステップＳ４４へと進む。ステップＳ４４では、レーン確定フラグＦｌがＯＮにセットされているか否かが判定される。ステップＳ４４において、レーン確定フラグＦｌがＯＦＦにセットされていると判定された場合には、ステップＳ４６へと進む。

ステップＳ４６では、ステップＳ３１において算出された走行計画中の操舵角θの絶対値が、第２所定角度θｌｉｍ２以上であって第３所定角度θｌｉｍ３未満の角度を含むと否かが判定される。ステップＳ４６において、走行計画中の操舵角θの絶対値が第２所定角度θｌｉｍ２以上であって第３所定角度θｌｉｍ３未満の角度を含むと判定された場合にはステップＳ４７へと進む。

ステップＳ４７では、ステップＳ４０と同様に、車線変更が可能であるか否かが判定される。ステップＳ４７において、車線変更が可能であると判定された場合には、ステップＳ４８へと進む。ステップＳ４８では、目標走行レーンが変更せしめられ、その後、再びステップＳ３１へ戻る。一方、ステップＳ４７において、車線変更が不可能であると判定された場合には、ステップＳ４９へと進む。ステップＳ４２では、レーン確定フラグＦｌがＯＮにセットされ、その後、再びステップＳ３１へ戻る。

一方、ステップＳ４６において、走行計画中の操舵角θの絶対値が、第２所定角度θｌｉｍ２以上であって第３所定角度θｌｉｍ３未満の角度を含まないと判定された場合には、ステップＳ５０へと進む。ステップＳ４３では、目標走行パスが変更され、制御ルーチンが終了せしめられる。

また、ステップＳ４４において、レーン確定フラグＦｌがＯＮにセットされていると判定された場合には、ステップＳ５１へと進む。ステップＳ５１では、走行計画中の操舵角θの絶対値が、第１所定角度θｌｉｍ１以上であって第２所定角度θｌｉｍ２未満の角度を含むか否かが判定される。ステップＳ５１において、走行計画中の操舵角θの絶対値が、第１所定角度θｌｉｍ１以上であって第２所定角度θｌｉｍ２未満の角度を含むと判定された場合には、ステップＳ５２へと進む。ステップＳ５２では、目標走行パスが変更され、制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップＳ５１において、走行計画中の操舵角θの絶対値が、第１所定角度θｌｉｍ１以上であって第２所定角度θｌｉｍ２未満の角度を含まないと判定された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。

１ 自動運転車両
２ ステアイングホイール
５ 自動運転システム
３３ ドライバモニタカメラ
６０ ＥＣＵ
７０ 自動運転制御部
８０ ドライバ状態診断部

Claims (1)

1. ステアリングコラムの上面上に配置されてドライバを撮影する撮影装置と、該撮影装置に接続された制御装置とを備える、自動運転車両であって、
   前記制御装置は、
   当該車両の周辺状況を認識する周辺状況認識部と、
   前記周辺状況認識部により認識された前記周辺状況、地図情報及び目的地に基づいて、当該車両の走行計画を生成する走行計画作成部と、
   前記走行計画に沿って前記車両が自動的に走行するように前記車両の走行用アクチュエータを制御する走行制御部と、を備え、
   前記走行計画作成部は、前記走行計画に沿って車両を走行させると、当該車両の走行中にステアリングホイールの操舵角が、該ステアリングホイールによってドライバの顔の少なくとも一部のパーツが隠れることにより前記撮影装置によって撮影された画像から前記パーツを認識することができなくなる認識不能角度範囲内の角度になるような場合には、前記ステアリングホイールの操舵角が前記認識不能角度範囲内の角度になる期間が短くなるように前記走行計画を変更する、自動運転車両。

Images