JP2019128765A - 自動運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の自動運転中、ドライバの覚醒レベルが低い場合に、ドライバによる操作や監視の必要性を低減する。【解決手段】車両に搭載される自動運転システムは、車両の挙動を制御する車両挙動制御を行う車両挙動制御装置と、車両のドライバの覚醒レベルを算出する覚醒レベル算出装置と、を備える。低覚醒状態は、通常状態よりも前記覚醒レベルが低い状態である。車両挙動制御装置は、通常状態よりも低覚醒状態において他車両が車両の挙動を予測あるいは認識しやすくなるように車両挙動制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の自動運転を制御する自動運転システムに関する。

特許文献１は、車両の自動運転と手動運転とを切り替え可能な車両制御装置を開示している。自動運転から手動運転に切り替える際、車両制御装置は、自動運転が終了することを運転者に報知する。このとき、車両制御装置は、ドライバ状態に基づいてドライバの手動運転適応度を演算し、手動運転適応度が低いほど報知タイミングを早くする。

特開２０１６−３８７６８号公報

車両の自動運転の最中、自動運転システムは、必要に応じて、ドライバに対して操作や周辺状況の監視を行うよう要求する。しかしながら、ドライバの覚醒レベルが低い場合、ドライバは、自動運転システムからの操作要求あるいは監視要求に対して反応できない、あるいは、反応が遅れる。

本発明の１つの目的は、車両の自動運転中、ドライバの覚醒レベルが低い場合に、ドライバによる操作や監視の必要性を低減することができる技術を提供することにある。

第１の発明は、車両に搭載される自動運転システムを提供する。
前記自動運転システムは、
前記車両の挙動を制御する車両挙動制御を行う車両挙動制御装置と、
前記車両のドライバの覚醒レベルを算出する覚醒レベル算出装置と
を備える。
低覚醒状態は、通常状態よりも前記覚醒レベルが低い状態である。
前記車両挙動制御装置は、前記通常状態よりも前記低覚醒状態において前記車両の周辺の他車両が前記車両の挙動を予測あるいは認識しやすくなるように前記車両挙動制御を行う。

第２の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
目標加減速度は、前記車両挙動制御における前記車両の加減速度の目標値である。
前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記目標加減速度を前記通常状態よりも低くする。

第３の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
減速開始位置は、前記車両の減速を開始する位置である。
前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記減速開始位置を前記通常状態よりも手前に設定する。

第４の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車両挙動制御装置は、前記通常状態よりも前記低覚醒状態において前記他車両が前記車両の車線変更を予測あるいは認識しやすくなるように前記車両挙動制御を行う。

第５の発明は、第４の発明において、更に次の特徴を有する。
車線変更時間は、前記車線変更の開始から完了までの目標時間である。
前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記車線変更時間を前記通常状態よりも増加させる。

第６の発明は、第４の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車線変更は、ウィンカ点滅を含む。
前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記ウィンカ点滅の期間あるいは範囲を前記通常状態よりも増加させる。

第７の発明は、第４の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車線変更において、前記車両挙動制御装置は、前記車両がレーン境界を越えて隣りのレーンに移るように操舵制御を行う。
レーン境界距離は、前記操舵制御の開始前の前記車両と前記レーン境界との間の距離である。
前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記レーン境界距離を前記通常状態よりも小さくする。

本発明によれば、車両挙動制御装置は、通常状態よりも低覚醒状態において他車両が車両の挙動を予測あるいは認識しやすくなるように車両挙動制御を行う。他車両が車両の挙動を高精度で予測あるいは認識するため、他車両が車両に近づき過ぎたり、車両と衝突する可能性が減る。従って、車両側に搭載されている自動運転システムが操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

本発明の実施の形態に係る自動運転システムを説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる車両挙動制御の概要を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの具体的な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムにおいて用いられる運転環境情報の例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における操作要求と応答操作の組み合わせの様々な例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの制御装置による処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる車両挙動制御を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる車両挙動制御を説明するための概念図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本実施の形態に係る自動運転システム１０を説明するための概念図である。自動運転システム１０は、車両１に搭載されており、車両１の自動運転を制御する。例えば、自動運転システム１０は、自動運転における車両１の挙動を制御する。

また、自動運転の最中、自動運転システム１０は、必要に応じて、車両１のドライバに対して操作や周辺状況の監視を行うよう要求する。例えば、自動運転では対応しにくいイベント（例：道路工事区間、渋滞区間、複雑地形）が存在する場合、自動運転システム１０は、ドライバに手動運転操作を開始するよう要求する可能性がある。他の例として、周辺車両が車両１に近い場合、自動運転システム１０は、ドライバが必要に応じて直ぐに運転に介入できるように、ドライバに監視を行うよう要求する可能性がある。円滑な車両走行を実現するためには、ドライバは、自動運転システム１０からの操作要求あるいは監視要求に対して機敏に反応することが好ましい。

ここで、ドライバの「覚醒レベルＡＬ」について考える。覚醒レベルＡＬは、ドライバの知覚（意識）の度合いを表す。覚醒レベルＡＬが高い場合、ドライバは、自動運転システム１０からの操作要求あるいは監視要求に対して機敏に反応することができる。一方、ドライバがぼんやりしている、眠気を催している、睡眠中、等の場合、覚醒レベルＡＬは低い。覚醒レベルＡＬが低い場合、ドライバは、自動運転システム１０からの操作要求あるいは監視要求に対して反応できない、あるいは、反応が遅れる。このことは、円滑な車両走行の観点から好ましくない。

そこで、本実施の形態は、ドライバの覚醒レベルＡＬが低い場合に、ドライバによる操作や監視の必要性を低減することができる技術を提供する。ドライバによる操作や監視の必要性を低減するためには、自動運転システム１０からの操作要求あるいは監視要求が抑えられるような状況を積極的に作り出せばよい。そのために、本実施の形態に係る自動運転システム１０は、ドライバの覚醒レベルＡＬに応じて車両１の挙動を制御する。

図２は、本実施の形態に係る自動運転システム１０による車両挙動制御の概要を説明するための概念図である。図２において、「低覚醒状態」とは、通常状態よりも覚醒レベルＡＬが低い状態を意味する。例えば、低覚醒状態は、覚醒レベルＡＬが閾値よりも低い状態であり、通常状態は、覚醒レベルＡＬが閾値以上である状態である。低覚醒状態では、自動運転システム１０は、操作要求あるいは監視要求を抑えるために、次のような観点で車両挙動制御を行う。

（１）挙動予測容易性の増加
自動運転システム１０は、通常状態よりも低覚醒状態において他車両が車両１の挙動を予測あるいは認識しやすくなるように車両挙動制御を行う。車両１の周辺の他車両が車両１の挙動を予測あるいは認識する容易性は、以下「挙動予測容易性」と呼ばれる。自動運転システム１０は、低覚醒状態における挙動予測容易性が通常状態よりも増加するように車両挙動制御を行う。挙動予測容易性が増加すると、他車両が車両１の挙動を高精度で予測あるいは認識するため、他車両が車両１に近づき過ぎたり、車両１と衝突する可能性が減る。従って、車両１側に搭載されている自動運転システム１０が操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

（２）安全マージンの拡大
自動運転システム１０は、通常状態よりも低覚醒状態において周辺物体に対する安全マージンが大きくなるように車両挙動制御を行う。言い換えれば、自動運転システム１０は、低覚醒状態における安全マージンを通常状態よりも拡大する。例えば、自動運転システム１０は、低覚醒状態における車間距離を通常状態よりも大きくする。周辺物体に対する安全マージンが拡大することにより、周辺物体との衝突の可能性が減る。従って、自動運転システム１０が操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

（３）潜在的衝突リスクの低減
例えば、合流レーンが本線の第１レーンと合流する場合、合流地点付近の第１レーンは、衝突発生確率が潜在的に高い場所である。従って、合流地点付近では第１レーン以外のレーンを走行することにより、衝突リスクが減る。低覚醒状態の場合、自動運転システム１０は、潜在的衝突リスクが通常状態よりも減るように車両挙動制御を行う。これにより、自動運転システム１０が操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

（４）緊急停止容易性の増加
緊急事態（例：車両１のマシントラブル、自動運転システム１０の異常）が発生した場合、自動運転システム１０は、ドライバに手動運転操作を開始するよう要求する。但し、低覚醒状態の場合、ドライバは手動運転要求に反応できない可能性があるため、自動運転システム１０は、手動運転要求を出すことなく車両１を緊急停止させる。そこで、低覚醒状態の場合、自動運転システム１０は、万一の緊急事態に備えて、車両１を停止させやすいような走行レーンを選択する。つまり、低覚醒状態の場合、自動運転システム１０は、緊急停止容易性が通常状態よりも増加するように車両挙動制御を行う。これにより、万が一緊急事態が発生したとしても、ドライバの手動運転に頼ることなく、車両１を停止させやすくなる。すなわち、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

（５）制御誤差の低減
自動運転システム１０による車両挙動制御における制御誤差が大きくなると、ドライバの介入が必要となる可能性が高くなる。そこで、低覚醒状態の場合、自動運転システム１０は、制御誤差が減るように制御ゲインを変える。これにより、制御誤差に起因するドライバ介入可能性が減る。すなわち、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

本実施の形態に係る自動運転システム１０は、以上に例示された観点の少なくとも１つに基づいて車両挙動制御を行う。その結果、車両１の自動運転中、ドライバの覚醒レベルＡＬが低い場合に、ドライバによる操作や監視の必要性を低減することが可能となる。以下、本実施の形態に係る自動運転システム１０の構成及び処理について、更に詳しく説明する。

２．自動運転システム
２−１．全体構成例
図３は、本実施の形態に係る自動運転システム１０の構成を概略的に示すブロック図である。自動運転システム１０は、情報取得装置２０、車両挙動制御装置３０、及び覚醒レベル算出装置４０を備えている。

情報取得装置２０は、車両１の運転環境を示す運転環境情報５０を取得する。車両挙動制御装置３０は、運転環境情報５０に基づいて、自動運転における車両１の挙動を制御する。覚醒レベル算出装置４０は、車両１のドライバの覚醒レベルＡＬを算出する。車両挙動制御装置３０は、覚醒レベルＡＬに応じた車両挙動制御を行う。

図４は、自動運転システム１０の具体的な構成例を示すブロック図である。自動運転システム１０は、制御装置１００、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器１１０、地図データベース１２０、センサ群１３０、通信装置１４０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット１５０、応答操作センサ１６０、ドライバモニタ１７０、及び走行装置１８０を備えている。

制御装置１００は、車両１の自動運転を制御する。この制御装置１００は、プロセッサ及び記憶装置を備えるマイクロコンピュータである。制御装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサが記憶装置に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１００による自動運転制御が実現される。

ＧＰＳ受信器１１０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び方位を算出する。

地図データベース１２０には、地図情報が記録されている。地図情報は、レーン配置、レーン属性（登坂車線、制限速度、等）、自動運転許可ゾーン、等の情報を含んでいる。

センサ群１３０は、車両１の周囲の状況や車両１の状態を検出する。センサ群１３０としては、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダー、カメラが例示される。また、センサ群１３０は、車両１の状態を検出する車両状態センサを含む。車両状態センサは、車両１の速度を検出する車速センサや、車両１の異常を検出する異常検出センサ、等を含む。

通信装置１４０は、車両１の外部と通信を行う。例えば、通信装置１４０は、Ｖ２Ｉ通信（路車間通信）やＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行う。通信装置１４０は、自動運転サービスを管理する管理サーバと、通信ネットワークを介して通信を行うこともできる。

ＨＭＩユニット１５０は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。具体的には、ＨＭＩユニット１５０は、入力装置と出力装置を有している。入力装置としては、タッチパネル、スイッチ、マイク、等が例示される。出力装置としては、表示装置、スピーカ、等が例示される。

応答操作センサ１６０は、操作要求に対するドライバの応答操作を検出するセンサである。例えば、応答操作センサ１６０は、ドライバがステアリングホイール（ハンドル）を保持しているか否かを検出するためのステアリングタッチセンサを含む。応答操作センサ１６０は、操舵操作、アクセル操作、及びブレーキ操作のそれぞれを検出するセンサを含んでいてもよい。

ドライバモニタ１７０は、撮像を通してドライバの状態を検出する。より詳細には、ドライバモニタ１７０は、赤外線カメラ等の撮像装置を含んでいる。ドライバモニタ１７０は、撮像装置によって得られる画像を解析することによって、ドライバの様々な状態を検出することができる。例えば、ドライバモニタ１７０は、ドライバの顔の向き、目線、眼の開閉度を検出することができる。

走行装置１８０は、操舵装置、駆動装置、制動装置、及びウィンカを含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、電動機やエンジンが例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

２−２．情報取得装置
制御装置１００は、ＧＰＳ受信器１１０、地図データベース１２０、センサ群１３０、通信装置１４０、ＨＭＩユニット１５０、応答操作センサ１６０、及びドライバモニタ１７０を用いることによって、運転環境情報５０を取得する。

図５は、本実施の形態における運転環境情報５０の例を示している。運転環境情報５０は、位置方位情報５１、地図情報５２、センサ検出情報５３、配信情報５４、ドライバ入力情報５５、応答操作情報５６、及びドライバモニタ情報５７を含んでいる。

位置方位情報５１は、車両１の位置及び方位を示す。制御装置１００は、ＧＰＳ受信器１１０から位置方位情報５１を取得する。

地図情報５２は、レーン配置、レーン属性（登坂車線、制限速度、等）、自動運転許可ゾーン、等の情報を含んでいる。制御装置１００は、位置方位情報５１と地図データベース１２０に基づいて、車両１の周囲の地図情報５２を取得する。

センサ検出情報５３は、センサ群１３０による検出結果から得られる情報である。具体的には、センサ検出情報５３は、車両１の周囲の物標に関する物標情報を含んでいる。車両１の周囲の物標としては、周辺車両、落下物、白線、路側物、標識などが例示される。物標情報は、車両１から見た物標の相対位置、相対速度等を含んでいる。また、センサ検出情報５３は、車両状態センサによって検出される車両１の状態を含んでいる。制御装置１００は、センサ群１３０による検出結果に基づいて、センサ検出情報５３を取得する。

配信情報５４は、通信装置１４０を通して得られる情報である。例えば、配信情報５４は、インフラから配信される道路交通情報（渋滞情報、工事区間情報、事故情報、交通規制情報、等）を含む。配信情報５４は、自動運転サービスを管理する管理サーバから配信される情報を含んでいてもよい。制御装置１００は、通信装置１４０を用いて外部と通信を行うことにより、配信情報５４を取得する。

ドライバ入力情報５５は、ＨＭＩユニット１５０を通してドライバから入力される情報である。

応答操作情報５６は、応答操作センサ１６０によって検出されるドライバの応答操作を示す情報である。例えば、応答操作情報５６は、ドライバがステアリングホイールを保持したか否かを示す。

ドライバモニタ情報５７は、ドライバモニタ１７０によって得られる情報である。例えば、ドライバモニタ情報５７は、ドライバの顔の向き、目線、眼の開閉度を示す。

制御装置１００、ＧＰＳ受信器１１０、地図データベース１２０、センサ群１３０、通信装置１４０、ＨＭＩユニット１５０、応答操作センサ１６０、及びドライバモニタ１７０は、図３で示された「情報取得装置２０」を構成していると言える。

２−３．車両挙動制御装置
制御装置１００は、運転環境情報５０に基づいて、車両１の自動運転を制御する。特に、制御装置１００は、運転環境情報５０に基づいて、車両１の挙動を制御する車両挙動制御を行う。具体的には、制御装置１００は、運転環境情報５０に基づいて車両挙動計画（走行計画）を生成する。そして、制御装置１００は、走行装置１８０を制御して、車両挙動計画に従って車両１を走行させる。制御装置１００と走行装置１８０は、図３で示された「車両挙動制御装置３０」を構成していると言える。

２−４．覚醒レベル算出装置
更に、制御装置１００は、ドライバの覚醒レベルＡＬを算出する。具体的には、制御装置１００は、ドライバモニタ情報５７に基づいて覚醒レベルＡＬを算出することができる。例えば、ドライバの眼の開度が小さくなるほど、覚醒レベルＡＬは低くなるように算出される。他の例として、ドライバの顔の向きが前方向から離れるほど、覚醒レベルＡＬは低くなるように算出される。

あるいは、制御装置１００は、操作要求と応答操作に基づいて覚醒レベルＡＬを算出してもよい。操作要求は、上述の手動運転要求だけに限られない。より一般化すると、「操作要求」とは、ドライバに要求又は提案を行い、その要求又は提案に応答する「応答操作」を行うようドライバに求めるものである。図６は、操作要求（Ｘ）と応答操作（Ｙ）の組み合わせの様々な例を示している。

例えば、制御装置１００は、車線変更（LC: Lane Change）を行うことを提案する。車線変更が必要となるシチュエーションとしては、レーン分岐やレーン合流が考えられる。レーン分岐やレーン合流は、地図情報５２に基づいて認識可能である。制御装置１００は、ＨＭＩユニット１５０（出力装置）を用いて、車線変更提案を行う。ドライバは、ＨＭＩユニット１５０（入力装置）を用いて、車線変更提案を承認あるいは拒否する。つまり、「車線変更提案」が操作要求であり、それに対する応答操作は「承認／拒否」である。制御装置１００は、ドライバ入力情報５５に基づいて、承認／拒否が行われたか否かを検出することができる。

他の例として、制御装置１００は、低速先行車両を追い越すことを提案する。低速先行車両は、センサ検出情報５３（物標情報と車速情報）に基づいて認識可能である。車線変更提案の場合と同様に、制御装置１００は追越提案を行い、ドライバは追越提案を承認あるいは拒否する。つまり、「追越提案」が操作要求であり、それに対する応答操作は「承認／拒否」である。制御装置１００は、ドライバ入力情報５５に基づいて、承認／拒否が行われたか否かを検出することができる。

更に他の例として、制御装置１００は、ドライバにステアリングホイールを保持することを要求する。ステアリングホイールを保持することは、以下「ステア保持」と呼ばれる。例えば、車両１の先に急カーブが存在する場合、制御装置１００は、車線逸脱の可能性を考慮して、ドライバにステア保持を要求する。急カーブは、地図情報５２（レーン配置情報）に基づいて認識可能である。ドライバは、ステア保持要求に応答してステア保持を行う。つまり、「ステア保持要求」が操作要求であり、それに対する応答操作は「ステア保持」である。制御装置１００は、応答操作情報５６に基づいて、ステア保持が行われたか否かを検出することができる。

更に他の例として、自動運転システム１０は、ドライバに手動運転を開始することを要求する。手動運転が必要となるシチュエーションとしては、（ａ）目的地付近に車両１が到着する、（ｂ）自動運転許可ゾーンが終了する、（ｃ）自動運転では対応しにくいイベント（例：道路工事区間、渋滞区間、複雑地形）が存在する、等が考えられる。シチュエーション（ａ）及び（ｂ）は、位置方位情報５１及び地図情報５２に基づいて認識可能である。道路工事区間や渋滞区間は、配信情報５４に基づいて認識可能である。複雑地形は、地図情報５２に基づいて認識可能である。ドライバは、手動運転要求に応答して手動運転操作（例：ステア保持、操舵操作、アクセル操作、ブレーキ操作）を行う。つまり、「手動運転要求」が操作要求であり、それに対する応答操作は「手動運転操作」である。制御装置１００は、応答操作情報５６に基づいて、手動運転操作が行われたか否かを検出することができる。

制御装置１００は、操作要求を出してから応答操作を検出するまでの応答時間を計測する。そして、制御装置１００は、応答時間に基づいてドライバの覚醒レベルＡＬを算出する。具体的には、応答時間が長くなるほど、覚醒レベルＡＬは低くなるように算出される。

制御装置１００、ＨＭＩユニット１５０、応答操作センサ１６０、及びドライバモニタ１７０は、図３で示された「覚醒レベル算出装置４０」を構成していると言える。

２−５．処理フロー
図７は、本実施の形態に係る自動運転システム１０の制御装置１００による処理を示すフローチャートである。図７に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０において、制御装置１００（覚醒レベル算出装置４０）は、覚醒レベルＡＬを算出する。続くステップＳ２０において、制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、覚醒レベルＡＬを閾値と比較する。

覚醒レベルＡＬが閾値以上である場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、制御装置１００は、運動計算パラメータを「デフォルト値」に設定する（ステップＳ３０）。運動計算パラメータは、続くステップＳ５０（車両挙動計画の算出）において用いられる。例えば、運動計算パラメータは、目標加減速度や加減速開始タイミングに関する設定値を含む。一方、覚醒レベルＡＬが閾値より低い場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、制御装置１００は、運動計算パラメータをデフォルト値とは異なる「調整値」に変更する（ステップＳ４０）。

ステップＳ５０において、制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、運動計算パラメータを用いて車両挙動計画を計算する。車両挙動計画は、自動運転における車両１の目標軌道（目標位置、目標速度）を含む。ステップＳ６０において、制御装置１００は、走行装置１８０を制御して、車両挙動計画に従って車両１を走行させる。

３．挙動予測容易性の増加
次に、図２で示された観点（１）について詳しく説明する。制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、通常状態よりも低覚醒状態において他車両が車両１の挙動を予測あるいは認識しやすくなるように車両挙動制御を行う。つまり、制御装置１００は、低覚醒状態における挙動予測容易性が通常状態よりも増加するように車両挙動制御を行う。以下、挙動予測容易性を増加させるための様々な例を説明する。

３−１．第１の例
車両１が急に加速あるいは減速した場合、他車両は、その後に車両１がどのように動くか予測しにくい。また、車両１が急に加速あるいは減速して、車両１と他車両との間の距離が急に縮まった場合、他車両は、衝突を避けるために早急に回避制御を行う必要がある。この場合、車両１の挙動を予測あるいは認識するために十分なデータ解析時間を確保することができない。その結果、他車両が車両１の挙動を予測あるいは認識しにくくなる。

従って、制御装置１００は、低覚醒状態における「目標加減速度」を通常状態よりも低くする。目標加減速度は、車両挙動制御における車両１の加減速度の目標値であり、上述の運動計算パラメータの１つである。目標加減速度の調整値はデフォルト値よりも低い。目標加減速度が低くなるため、車両１は緩やかに加減速する。その結果、挙動予測容易性が増加する。

３−２．第２の例
第２の例では、車両１が減速を開始する位置について考える。図８は、一例として、車両１がカーブの手前で減速を行う場合を示している。車両１の前方の位置ＰＣにおいて、カーブが始まる。そのカーブ開始位置ＰＣよりも手前の減速開始位置ＰＢにおいて、車両１は減速を開始する。

例えば、制御装置１００は、減速開始位置ＰＢを、現在の車速、カーブ開始位置ＰＣにおける目標速度、及び目標減速度から算出する。上記の第１の例で説明されたように目標減速度が低く設定されると、減速開始位置ＰＢは通常状態よりも手前に設定されることになる。

あるいは、制御装置１００は、先に減速開始位置ＰＢを設定し、その後に目標減速度を算出してもよい。この場合、制御装置１００は、低覚醒状態における減速開始位置ＰＢを通常状態よりも手前に設定する。その結果、低覚醒状態における目標加減速度は通常状態よりも低くなる。

いずれの場合であっても、第１の例の場合と同様に、挙動予測容易性が増加する。また、減速開始位置ＰＢが手前になると、車両１のブレーキランプの点灯タイミングが早まる。つまり、車両１の減速意思がより早く後続車両２に伝わる。このことも、挙動予測容易性の増加に寄与する。

３−３．第３の例
第３の例では、車両１が車線変更を行う場合を考える。図９は、車両１の車線変更を説明するための図である。レーンＬ１を走行している車両１が、レーンＬ１に隣接するレーンＬ２に車線変更を行う。尚、ここでの車線変更は、操舵制御だけでなくウィンカ点滅も含む概念である。制御装置１００は、車線変更の目標であるレーンＬ２の方向のウィンカを点滅させる。そして、制御装置１００は、車両１がレーンＬ１からレーン境界ＬＢを越えてレーンＬ２に移るように操舵制御を行う。

制御装置１００は、通常状態よりも低覚醒状態において他車両が車両１の車線変更を予測あるいは認識しやすくなるように車両挙動制御を行う。例えば、制御装置１００は、低覚醒状態における「車線変更時間」を通常状態よりも増加させる。車線変更時間は、車線変更の開始から完了までの目標時間であり、上述の運動計算パラメータの１つである。車線変更時間が長くなるため、車両１は緩やかに車線変更を行う。その結果、挙動予測容易性が増加する。

他の例として、制御装置１００は、低覚醒状態における「ウィンカ点滅の期間あるいは範囲」を通常状態よりも増加させる。ウィンカ点滅の期間及び範囲も、上述の運動計算パラメータの１つである。例えば、操舵制御を開始する前のウィンカ点滅の期間を増加させることにより、後続車両２は車両１の車線変更を予測しやすくなる。また、ウィンカ点滅の範囲を増加させることにより、後続車両２は車両１の車線変更を認識しやすくなる。すなわち、挙動予測容易性が増加する。

更に他の例として、制御装置１００は、低覚醒状態における「レーン境界距離ＤＢ」を通常状態よりも小さくする。図９に示されるように、レーン境界距離ＤＢは、車線変更のための操舵制御を開始する前の車両１とレーン境界ＬＢとの間の距離である。このレーン境界距離ＤＢも、上述の運動計算パラメータの１つである。レーン境界距離ＤＢが小さくなると、後続車両２は車両１の車線変更を予測しやすくなる。すなわち、挙動予測容易性が増加する。

３−４．効果
以上に説明されたように、制御装置１００は、低覚醒状態における挙動予測容易性が通常状態よりも増加するように車両挙動制御を行う。挙動予測容易性が増加すると、他車両が車両１の挙動を高精度で予測あるいは認識するため、他車両が車両１に近づき過ぎたり、車両１と衝突する可能性が減る。従って、車両１側に搭載されている自動運転システム１０が操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

４．安全マージンの拡大
次に、図２で示された観点（２）について詳しく説明する。制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、通常状態よりも低覚醒状態において周辺物体に対する安全マージンが大きくなるように車両挙動制御を行う。言い換えれば、制御装置１００は、低覚醒状態における安全マージンを通常状態よりも拡大する。以下、安全マージンを大きくする様々な例を説明する。

４−１．第１の例
制御装置１００は、車両挙動計画（図７中のステップＳ５０）を計算する際に、車両１が走行する走行レーンを決定する。走行レーンを決定する際の基準として、例えば、各レーンにスコアが与えられる。スコアの設定値は、上述の運動計算パラメータの１つである。スコアの設定値を調整することによって、所定のレーンを走行レーンから除外することが可能となる。

低覚醒状態の場合、制御装置１００は、周辺物体との距離が近いレーンを走行レーンからなるべく除外する。周辺物体との距離が近いレーンとしては、壁に隣接するレーン、渋滞の横のレーン、対面通行レーン、等が挙げられる。周辺物体との距離が近いレーンが走行レーンから除外されるため、安全マージンが大きくなる。

４−２．第２の例
制御装置１００は、低覚醒状態における「周辺車両との車間距離」を通常状態よりも大きくする。周辺車両としては、先行車両、後続車両、及び並走車両が挙げられる。車間距離も、上述の運動計算パラメータの１つである。車間距離が大きくなることにより、安全マージンが大きくなる。

４−３．第３の例
車両１の前の先行車両が減速した場合、制御装置１００は、車両１を減速させる。制御装置１００は、低覚醒状態における減速開始タイミングを通常状態よりも早める。先行車両との車間距離の設定値を大きくする、あるいは、目標減速度を低く設定することによって、減速開始タイミングを早めることができる。減速開始タイミングが早くなることにより、安全マージンが大きくなる。

４−４．第４の例
第４の例では、車両１が車線変更を行う場合を考える（図９参照）。制御装置１００は、センサ検出情報５３（物標情報、車速情報）に基づいて、レーンＬ２への車線変更を実行可能な否かを判断する。例えば、レーンＬ２を走行する後続車両２に対する相対距離が閾値以下の場合、制御装置１００は、車線変更は不可能と判断する。また、レーンＬ２を走行している２台の車両間の距離が閾値以下の場合、制御装置１００は、その車間への車線変更は不可能と判断する。

制御装置１００は、低覚醒状態における「車線変更可能条件」を通常状態よりも厳しくする。車線変更可能条件は、車線変更を実行可能と判断するための条件であり、上述の運動計算パラメータの１つである。車線変更可能条件が成立しにくくなるため、無理な車線変更が行われなくなる。その結果、安全マージンが大きくなる。

また、車両１が車線変更を開始した後、後続車両２が車両１に接近してくる可能性もある。「車線変更中止条件」が成立した場合、制御装置１００は、車線変更を中止し、車両１を元に戻す。制御装置１００は、低覚醒状態における車線変更中止条件を通常状態よりも緩くしてもよい。車線変更中止条件が成立しやすくなるため、無理な車線変更が行われなくなる。その結果、安全マージンが大きくなる。

４−５．効果
以上に説明されたように、制御装置１００は、通常状態よりも低覚醒状態において周辺物体に対する安全マージンが大きくなるように車両挙動制御を行う。周辺物体に対する安全マージンが拡大することにより、周辺物体との衝突の可能性が減る。従って、自動運転システム１０が操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

５．潜在的衝突リスクの低減
次に、図２で示された観点（３）について詳しく説明する。制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、低覚醒状態の場合、潜在的衝突リスクが通常状態よりも減るように車両挙動制御を行う。

例えば、合流レーンが本線の第１レーンと合流する場合、合流地点付近の第１レーンは、衝突発生確率が潜在的に高い場所である。従って、低覚醒状態の場合、制御装置１００は、合流地点付近の第１レーンを走行レーンからなるべく除外する。合流地点付近では第１レーン以外のレーンを走行することにより、潜在的衝突リスクが減る。

他の例として、低覚醒状態の場合、制御装置１００は、車線変更の回数がなるべく少なくなるように車両挙動計画を計算する。これにより、潜在的衝突リスクが減る。

更に他の例として、低覚醒状態の場合、制御装置１００は、車両１の走行速度を下げる。これにより、潜在的衝突リスクが減る。

このように、制御装置１００は、低覚醒状態の場合、潜在的衝突リスクが通常状態よりも減るように車両挙動制御を行う。これにより、自動運転システム１０が操作要求あるいは監視要求を出す機会が減る。結果として、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

６．緊急停止容易性の増加
次に、図２で示された観点（４）について詳しく説明する。緊急事態（例：車両１のマシントラブル、自動運転システム１０の異常）が発生した場合、制御装置１００は、ドライバに手動運転操作を開始するよう要求する。但し、低覚醒状態の場合、ドライバは手動運転要求に反応できない可能性があるため、自動運転システム１０は、手動運転要求を出すことなく車両１を緊急停止させる。

そこで、低覚醒状態の場合、制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、万一の緊急事態に備えて、車両１を停止させやすいような走行レーンを選択する。例えば、制御装置１００は、路肩に隣接するレーンを走行レーンとして選択する。制御装置１００は、制限速度が低いレーンを走行レーンとして選択してもよい。制御装置１００は、登坂車線のように低速走行が許されているレーンを走行レーンとして選択してもよい。制御装置１００は、車両密度が低いレーンを走行レーンとして選択してもよい。

このように、低覚醒状態の場合、制御装置１００は、緊急停止容易性が通常状態よりも増加するように車両挙動制御を行う。これにより、万が一緊急事態が発生したとしても、ドライバの手動運転に頼ることなく、車両１を停止させやすくなる。すなわち、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

７．制御誤差の低減
次に、図２で示された観点（５）について詳しく説明する。車両挙動制御における制御誤差が大きくなると、ドライバの介入が必要となる可能性が高くなる。例えば、車両１が計画された軌道から大きく逸脱した場合、ドライバの介入が必要となる。

そこで、低覚醒状態の場合、制御装置１００（車両挙動制御装置３０）は、車両挙動制御における制御誤差が減るように制御ゲインを変える。例えば、制御装置１００は、乗り心地を犠牲にする代わりに、収束性及び外乱応答性が向上するように制御ゲインを変える。これにより、制御誤差に起因するドライバ介入可能性が減る。すなわち、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

尚、位置方位情報５１やセンサ検出情報５３といった認識情報に誤差が含まれる可能性もある。そのような認識誤差を考慮して、低覚醒状態の場合には、上述の例で説明されたように、車線変更を緩やかに実行したり、減速開始タイミングを早めたりしてもよい。これによっても、ドライバによる操作や監視の必要性が減る。

１ 車両
１０ 自動運転システム
２０ 情報取得装置
３０ 車両挙動制御装置
４０ 覚醒レベル算出装置
５０ 運転環境情報
５１ 位置方位情報
５２ 地図情報
５３ センサ検出情報
５４ 配信情報
５５ ドライバ入力情報
５６ 応答操作情報
５７ ドライバモニタ情報
１００ 制御装置
１１０ ＧＰＳ受信器
１２０ 地図データベース
１３０ センサ群
１４０ 通信装置
１５０ ＨＭＩユニット
１６０ 応答操作センサ
１７０ ドライバモニタ
１８０ 走行装置

Claims (7)

1. 車両に搭載される自動運転システムであって、
   前記車両の挙動を制御する車両挙動制御を行う車両挙動制御装置と、
   前記車両のドライバの覚醒レベルを算出する覚醒レベル算出装置と
   を備え、
   低覚醒状態は、通常状態よりも前記覚醒レベルが低い状態であり、
   前記車両挙動制御装置は、前記通常状態よりも前記低覚醒状態において前記車両の周辺の他車両が前記車両の挙動を予測あるいは認識しやすくなるように前記車両挙動制御を行う
   自動運転システム。
2. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   目標加減速度は、前記車両挙動制御における前記車両の加減速度の目標値であり、
   前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記目標加減速度を前記通常状態よりも低くする
   自動運転システム。
3. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   減速開始位置は、前記車両の減速を開始する位置であり、
   前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記減速開始位置を前記通常状態よりも手前に設定する
   自動運転システム。
4. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   前記車両挙動制御装置は、前記通常状態よりも前記低覚醒状態において前記他車両が前記車両の車線変更を予測あるいは認識しやすくなるように前記車両挙動制御を行う
   自動運転システム。
5. 請求項４に記載の自動運転システムであって、
   車線変更時間は、前記車線変更の開始から完了までの目標時間であり、
   前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記車線変更時間を前記通常状態よりも増加させる
   自動運転システム。
6. 請求項４に記載の自動運転システムであって、
   前記車線変更は、ウィンカ点滅を含み、
   前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記ウィンカ点滅の期間あるいは範囲を前記通常状態よりも増加させる
   自動運転システム。
7. 請求項４に記載の自動運転システムであって、
   前記車線変更において、前記車両挙動制御装置は、前記車両がレーン境界を越えて隣りのレーンに移るように操舵制御を行い、
   レーン境界距離は、前記操舵制御の開始前の前記車両と前記レーン境界との間の距離であり、
   前記車両挙動制御装置は、前記低覚醒状態における前記レーン境界距離を前記通常状態よりも小さくする
   自動運転システム。

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