JP2019182169A - 車両走行制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】走行が禁止されている禁止レーン区間を回避するように車両走行制御を行うことができる技術を提供する。【解決手段】車両走行制御システムは、運転環境情報に基づいて、走行レーンを決定し、走行レーンを走行するように車両走行制御を行う。禁止レーン区間では、特定種類の車両の走行が禁止されている。運転環境情報は、レーン配置情報と、走行レーンを識別可能な精度で車両位置を示す位置情報と、車両種別を示す車種情報と、禁止レーン区間の位置を示す禁止レーン区間情報と、を含む。車両走行制御システムは、車種情報と禁止レーン区間情報に基づいて、自車両の走行が禁止されている回避対象レーン区間を認識する。そして、車両走行制御システムは、レーン配置情報と位置情報に基づいて、回避対象レーン区間を回避するように車両走行制御を行う。【選択図】図1

Description

本発明は、車両に搭載される車両走行制御システムに関する。
特許文献1は、誘導経路を探索する車載用のナビゲーション装置を開示している。ナビゲーション装置を車両に取り付ける際、ユーザは、車両の種別を入力する。誘導経路を探索する際、ナビゲーション装置は、車両の種別を考慮して、車両が通行不可能な道路を除外する。例えば、車両が大型車両の場合、ナビゲーション装置は、道幅の狭い道路を除外して誘導経路を探索する。
特許文献2は、車線規制が行われている規制車線を検出する規制車線検出装置を開示している。規制車線検出装置は、車線規制が行われている区間を走行中あるいは走行した車両から走行情報を収集する。そして、規制車線検出装置は、当該区間内において車両が走行していない車線を、規制車線として検出する。
特開平11−002535号公報 特開2006−236247号公報
車両の走行を制御する「車両走行制御」について考える。車両走行制御においては、交通法規等を考慮して車両を適切に走行させることが望まれる。ここで、本願発明者は、特定種類の車両の走行が禁止されている車線(レーン)が存在することに着目した。例えば、三車線道路の一番右側の車線において、大型車両の走行が禁止されている場合がある。そのような状況において単純に車両走行制御が行われると、特定種類の車両が、走行を禁止されている車線に進入してしまうおそれがある。このことは、車両走行制御に対する信頼の低下を招く。
上記の特許文献1に開示されている技術によれば、ナビゲーション装置は、車両が通行不可能な道路を除外して、誘導経路を探索する。例えば、車両が大型車両の場合、ナビゲーション装置は、道幅の狭い道路を除外して誘導経路を探索する。しかしながら、当該技術では、車線の情報までは考慮されていない。従って、誘導経路に従った特定種類の車両が、走行を禁止されている車線に進入してしまうおそれがある。
第1の観点は、車両に搭載される車両走行制御システムを提供する。
前記車両走行制御システムは、
前記車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
前記運転環境情報に基づいて、走行レーンを決定し、前記走行レーンを走行するように前記車両を制御する車両走行制御を行う車両走行制御装置と
を備える。
禁止レーン区間は、特定種類の車両の走行が禁止されているレーン及びレーン内区間である。
前記運転環境情報は、
各レーンの配置を示すレーン配置情報と、
前記走行レーンを識別可能な精度で前記車両の位置を示す位置情報と、
前記車両の種別を示す車種情報と、
前記禁止レーン区間の位置を示す禁止レーン区間情報と
を含む。
前記車両走行制御装置は、
前記車種情報と前記禁止レーン区間情報に基づいて、前記車両の走行が禁止されている前記禁止レーン区間である回避対象レーン区間を認識し、
前記レーン配置情報と前記位置情報に基づいて、前記回避対象レーン区間を回避するように前記車両走行制御を行う。
第2の観点は、第1の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記禁止レーン区間情報は、
定常的に存在する前記禁止レーン区間の位置を示すレーン属性情報と、
一時的に発生する前記禁止レーン区間の位置を示す一時規制情報と
のうち少なくとも一方を含む。
第3の観点は、第2の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記車両走行制御システムは、更に、周辺車両と通信を行う情報提供装置を備える。
前記禁止レーン区間情報が前記一時規制情報を含む場合、前記情報提供装置は、前記一時規制情報を前記周辺車両に提供する。
車両走行制御システムは、回避対象レーン区間を認識し、回避対象レーン区間を回避するように車両走行制御を行う。従って、車両が回避対象レーン区間を走行することが抑制される。このことは、車両走行制御システムに対する信頼の向上に寄与する。
本発明の実施の形態に係る車両走行制御システム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おける回避対象レーン区間を回避する車両走行制御の一例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における回避対象レーン区間を回避する車両走行制御の他の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における回避対象レーン区間を回避する車両走行制御の更に他の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における回避対象レーン区間を回避する車両走行制御の更に他の例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車両走行制御システムの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車両走行制御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係る車両走行制御システムによる処理の第1の例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車両走行制御システムによる処理の第2の例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車両走行制御システムによる処理の第2の例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車両走行制御システム10の概要を説明するための概念図である。車両走行制御システム10は、車両1に搭載されており、車両1の走行を制御する「車両走行制御」を行う。より詳細には、車両走行制御システム10は、情報取得装置20及び車両走行制御装置30を備えている。
情報取得装置20は、車両走行制御に必要な情報を取得する。車両走行制御に必要な情報は、車両1の運転環境を示す情報であり、以下「運転環境情報200」と呼ばれる。
車両走行制御装置30は、運転環境情報200に基づいて、車両走行制御を行う。より詳細には、車両走行制御装置30は、運転環境情報200に基づいて、車両1が走行する走行レーンを決定する。そして、車両走行制御装置30は、決定した走行レーンを走行するように車両1を制御する。このような車両走行制御としては、自動運転制御、車線維持支援制御(Lane Tracing Assist(LTA))、等が挙げられる。
ここで、「禁止レーン区間RES」について考える。禁止レーン区間RESとは、特定種類の車両の走行が禁止されているレーン及びレーン内の区間である。特定種類の車両としては、大型車両、危険車両、特殊車両、等が挙げられる。例えば、三車線道路の一番右側のレーンにおいて、大型車両の走行が禁止されている場合がある。その場合、一番右側のレーンが禁止レーン区間RESに該当する。
特に、本実施の形態に係る車両1の走行が禁止されている禁止レーン区間RESは、以下「回避対象レーン区間RES−1」と呼ばれる。そのような回避対象レーン区間RES−1を考慮することなく車両走行制御を行った場合、車両1が回避対象レーン区間RES−1に進入してしまうおそれがある。このことは、車両走行制御システム10に対する信頼の低下を招く。
そこで、本実施の形態によれば、車両走行制御装置30は、回避対象レーン区間RES−1を考慮して車両走行制御を行う。より詳細には、禁止レーン区間RESを示す情報と車両1の種別を示す情報が運転環境情報200に含まれている。車両走行制御装置30は、運転環境情報200に基づいて、回避対象レーン区間RES−1を認識し、回避対象レーン区間RES−1を回避するように車両走行制御を行う。回避対象レーン区間RES−1を回避する車両走行制御としては、様々な例が考えられる。
図2は、回避対象レーン区間RES−1を回避する車両走行制御の一例を説明するための概念図である。車両1が走行している道路は、レーンL1〜L3を含む三車線道路である。現在、車両1は、中央のレーンL2を走行している。右側のレーンL3は、回避対象レーン区間RES−1である。この場合、車両走行制御装置30は、右側のレーンL3への車線変更(lane change)を禁止し、レーンL1あるいはレーンL2を走行レーンとして選択する。
図3は、回避対象レーン区間RES−1を回避する車両走行制御の他の例を説明するための概念図である。車両1が走行している道路は、レーンL1〜L3を含む三車線道路である。現在、車両1は、右側のレーンL3を走行している。そのレーンL3は、車両1の前方の位置において回避対象レーン区間RES−1に変化する。つまり、車両1の前方において回避対象レーン区間RES−1が始まる。この場合、車両走行制御装置30は、レーンL2を走行レーンとして選択し、車両1が回避対象レーン区間RES−1に到達する前に、レーンL3からレーンL2への車線変更を行う。
図4は、回避対象レーン区間RES−1を回避する車両走行制御の更に他の例を説明するための概念図である。車両1が走行している道路は、レーンL1、L2を含む二車線道路である。また、分岐点から分岐レーンLBが延びている。現在、車両1は、レーンL1を走行している。分岐点を過ぎた位置において、レーンL1、L2が共に回避対象レーン区間RES−1に変化する。この場合、車両走行制御装置30は、本線から退避するために、分岐レーンLBを走行レーンとして選択し、レーンL1から分岐レーンLBへの車線変更を行う。
図5は、回避対象レーン区間RES−1を回避する車両走行制御の更に他の例を説明するための概念図である。ドライバが車両走行制御機能をOFFして手動運転を行っている場合、車両1が回避対象レーン区間RES−1に誤って進入してしまう可能性もある。その後、ドライバが車両走行制御機能をONすると、車両走行制御装置30は、車両1が回避対象レーン区間RES−1を走行していることを即座に認識する。そして、車両走行制御装置30は、車両1を回避対象レーン区間RES−1から退避させるために、車線変更を行う。
以上に説明されたように、本実施の形態に係る車両走行制御システム10は、回避対象レーン区間RES−1を認識し、回避対象レーン区間RES−1を回避するように車両走行制御を行う。従って、車両1が回避対象レーン区間RES−1を走行することが抑制される。このことは、車両走行制御システム10に対する信頼の向上に寄与する。
以下、本実施の形態に係る車両走行制御システム10について更に詳しく説明する。
2.車両走行制御システムの構成
2−1.全体構成例
図6は、本実施の形態に係る車両走行制御システム10の構成例を示すブロック図である。車両走行制御システム10は、制御装置100、地図データベース110、周囲認識センサ120、GPS(Global Positioning System)装置130、車両状態センサ140、通信装置150、HMI(Human Machine Interface)ユニット160、及び走行装置180を備えている。
制御装置100は、プロセッサ101及び記憶装置102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101が記憶装置102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による各種処理が実現される。
地図データベース110には、地図情報が記録されている。地図情報は、レーン配置情報、レーン属性情報、等を含んでいる。レーン配置情報は、地図上の各レーンの配置(位置及び形状)を示す。レーン属性情報は、各レーンの属性を示す。例えば、属性は、当該レーンにおいて特定種類の車両の走行が禁止されていることを示す。地図データベース110は、記憶装置によって実現される。
周囲認識センサ120は、車両1の周囲の状況を認識する。周囲認識センサ120としては、ライダー(LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging)、レーダー、カメラ(撮像装置)等が例示される。ライダーは、光を利用して車両1の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両1の周囲の物標を検出する。カメラは、車両1の周囲の状況を撮像する。
GPS装置130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。
車両状態センサ140は、車両1の状態を検出する。例えば、車両状態センサ140は、車速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ、等を含んでいる。車速センサは、車両1の速度を検出する。舵角センサは、車両1の舵角を検出する。ヨーレートセンサは、車両1のヨーレートを検出する。
通信装置150は、車両1の外部と通信を行う。例えば、通信装置150は、周辺車両との間でV2V通信(車車間通信)を行う。通信装置150は、周囲のインフラとの間でV2I通信(路車間通信)を行ってもよい。通信装置150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ってもよい。
HMIユニット160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160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。
走行装置180は、操舵装置、駆動装置、制動装置を含んでいる。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20
制御装置100は、運転環境情報200を取得する「情報取得処理」を行う。運転環境情報200は、記憶装置102に格納され、適宜読み出されて利用される。
図7は、本実施の形態における運転環境情報200の例を示している。運転環境情報200は、レーン配置情報210、認識結果情報220、位置情報230、車両状態情報240、配信情報250、車種情報260、及び禁止レーン区間情報270を含んでいる。
レーン配置情報210は、地図上の各レーンの配置(位置、形状)を示す。制御装置100は、必要な地域のレーン配置情報210を地図データベース110から取得する。
認識結果情報220は、周囲認識センサ120による認識結果を示す。認識結果情報220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、白線、交通標識、看板などが例示される。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。
位置情報230は、車両1の位置を示す。この位置情報230は、車両1が走行している走行レーンを識別可能な精度を有している。位置情報230は、走行レーンの情報を含んでいてもよい。例えば、制御装置100は、GPS装置130から位置情報230を取得する。更に、制御装置100は、レーン配置情報210(車両1の周囲のレーン配置)と認識結果情報220(白線の認識結果)とを照らし合わせることによって、車両1の位置をより高精度に把握してもよい。
車両状態情報240は、車両1の状態を示す。例えば、車両状態情報240は、車速、加速度、減速度、舵角、ヨーレート等を示す。制御装置100は、車両状態センサ140による検出結果から車両状態情報240を取得する。
配信情報250は、通信装置150を通して得られる情報である。例えば、配信情報250は、インフラから配信される道路交通情報(工事区間情報、事故情報、交通規制情報、等)を含む。制御装置100は、通信装置150を用いて外部と通信を行うことにより、配信情報250を取得する。
車種情報260は、車両1の種別を示す情報である。車両1の種別としては、普通車両、小型車両、中型車両、大型車両、危険車両、特殊車両、等が挙げられる。また、車種情報260は、車両1の長さ、幅、及び高さの情報を含んでいてもよい。例えば、車種情報260は、HMIユニット160を通してドライバによって入力される。あるいは、車種情報260は、製造工程において、制御装置100の記憶装置102に予め記録されてもよい。
禁止レーン区間情報270は、禁止レーン区間RESの位置を示す。禁止レーン区間情報270は、レーン属性情報271と一時規制情報272のうち少なくとも一方を含んでいる。
レーン属性情報271は、定常的に存在する禁止レーン区間RESの位置を示す。定常的に存在する禁止レーン区間RESは、予め定められている。典型的には、レーン属性情報271は、地図データベース110に含まれている。制御装置100は、必要な地域のレーン属性情報271を地図データベース110から取得する。
他の例として、定常的に存在する禁止レーン区間RESは、交通標識によって教示される。この場合、制御装置100は、認識結果情報220(交通標識の認識結果)に基づいて禁止レーン区間RESを認識し、レーン属性情報271を取得する。
更に他の例として、レーン属性情報271は、車両1の外部の情報提供システムによって配信されてもよい。つまり、配信情報250がレーン属性情報271を含んでいてもよい。この場合、制御装置100は、通信装置150を介して、情報提供システムからレーン属性情報271を取得する。
一方、一時規制情報272は、一時的に発生する禁止レーン区間RESの位置を示す。例えば、道路工事や事故といった突発イベントによって、禁止レーン区間RESが一時的に発生し得る。このような一時規制情報272は、地図データベース110には含まれていない。
その代わり、一時的な禁止レーン区間RESは、例えば道路沿いの看板によって教示される。この場合、制御装置100は、認識結果情報220(看板の認識結果)に基づいて禁止レーン区間RESを認識し、一時規制情報272を取得する。
他の例として、一時規制情報272は、車両1の外部の情報提供システムあるいは周辺車両から提供されてもよい。つまり、配信情報250が一時規制情報272を含んでいてもよい。この場合、制御装置100は、通信装置150を介して、情報提供システムあるいは周辺車両から一時規制情報272を取得する。
制御装置100、地図データベース110、周囲認識センサ120、GPS装置130、車両状態センサ140、通信装置150、及びHMIユニット160は、図1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.車両走行制御装置30
制御装置100は、運転環境情報200に基づいて、車両走行制御を行う。具体的には、制御装置100は、運転環境情報200に基づいて、走行レーン及び目標パス(目標軌道)を決定する。そして、制御装置100は、運転環境情報200に基づいて、車両1が走行レーンにおいて目標パスに追従して走行するように車両走行制御を行う。車両走行制御は、加速制御、減速制御、及び操舵制御を含む。制御装置100は、走行装置180(駆動装置、制動装置、操舵装置)を適宜作動させて、加速制御、減速制御、及び操舵制御を行う。
制御装置100及び走行装置180は、図1で示された「車両走行制御装置30」を構成していると言える。
3.車両走行制御装置による処理フロー
3−1.第1の例
図8は、本実施の形態に係る車両走行制御システム10による処理の第1の例を示すフローチャートである。図8に示される処理は、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
ステップS100において、情報取得装置20は、運転環境情報200を取得する。車両走行制御装置30は、情報取得装置20から運転環境情報200を受け取る。
続くステップS110において、車両走行制御装置30は、車種情報260と禁止レーン区間情報270に基づいて、車両1の走行が禁止されている回避対象レーン区間RES−1を認識する。
続くステップS120において、車両走行制御装置30は、走行レーンと目標パスを決定する。より詳細には、車両走行制御装置30は、レーン配置情報210と位置情報230に基づいて、車両1が回避対象レーン区間RES−1を回避するように走行レーンを決定する(図2〜図5参照)。
目標パスは、車線レベルの車両1の軌道である。目標パスは、あるレーン内の車両1の軌道を含む。また、目標パスは、車線変更や追い越しのための車両1の軌道も含む。目標パスの算出方法としては、様々なものが提案されている。本実施の形態では、その算出方法は特に限定されない。
続くステップS130において、車両走行制御装置30は、運転環境情報200に基づいて、車両1が走行レーンにおいて目標パスに追従して走行するように車両走行制御を行う。上述の通り、走行レーンは、回避対象レーン区間RES−1を回避するように決定されている。これにより、車両走行制御装置30は、回避対象レーン区間RES−1を回避するように車両走行制御を行う(図2〜図5参照)。
尚、回避対象レーン区間RES−1を回避するために車線変更を行う場合(図3〜図5参照)、車両走行制御装置30は、HMIユニット160を通してドライバに「回避動作を行うこと」を通知してもよい。
3−2.第2の例
図9は、本実施の形態に係る車両走行制御システム10による処理の第2の例を示すフローチャートである。第1の例と重複する説明は適宜省略される。第2の例では、第1の例と比較して、ステップS140が更に追加されている。
図10は、ステップS140を説明するための概念図である。車両1の周辺には周辺車両2が存在している。ステップS140において、制御装置100は、通信装置150を介して、周辺車両2に一時規制情報272を提供する。制御装置100と通信装置150は、周辺車両2と通信を行って一時規制情報272を提供する「情報提供装置」を構成していると言える。
周辺車両2のドライバは、車両1から提供される一時規制情報272を参照して、回避対象レーン区間RES−1を早期に認識することができる。周辺車両2の車種が車両1と同じ場合、周辺車両2のドライバは、回避対象レーン区間RES−1を回避する運転操作を早期に開始することができる。
周辺車両2にも本実施の形態に係る車両走行制御システム10が搭載されている場合、更に好適である。その場合、周辺車両2に搭載されている車両走行制御システム10は、車両1から一時規制情報272を取得する。周辺車両2の車種が車両1と同じ場合、車両走行制御システム10は、回避対象レーン区間RES−1を回避する車両走行制御を早期に開始することができる。
1 車両
10 車両走行制御システム
20 情報取得装置
30 車両走行制御装置
100 制御装置
110 地図データベース
120 周囲認識センサ
130 GPS装置
140 車両状態センサ
150 通信装置
160 HMIユニット
180 走行装置
200 運転環境情報
210 レーン配置情報
220 認識結果情報
230 位置情報
240 車両状態情報
250 配信情報
260 車種情報
270 禁止レーン区間情報
271 レーン属性情報
272 一時規制情報
RES 禁止レーン区間
RES−1 回避対象レーン区間

Claims (3)

  1. 車両に搭載される車両走行制御システムであって、
    前記車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
    前記運転環境情報に基づいて、走行レーンを決定し、前記走行レーンを走行するように前記車両を制御する車両走行制御を行う車両走行制御装置と
    を備え、
    禁止レーン区間は、特定種類の車両の走行が禁止されているレーン及びレーン内区間であり、
    前記運転環境情報は、
    各レーンの配置を示すレーン配置情報と、
    前記走行レーンを識別可能な精度で前記車両の位置を示す位置情報と、
    前記車両の種別を示す車種情報と、
    前記禁止レーン区間の位置を示す禁止レーン区間情報と
    を含み、
    前記車両走行制御装置は、
    前記車種情報と前記禁止レーン区間情報に基づいて、前記車両の走行が禁止されている前記禁止レーン区間である回避対象レーン区間を認識し、
    前記レーン配置情報と前記位置情報に基づいて、前記回避対象レーン区間を回避するように前記車両走行制御を行う
    車両走行制御システム。
  2. 請求項1に記載の車両走行制御システムであって、
    前記禁止レーン区間情報は、
    定常的に存在する前記禁止レーン区間の位置を示すレーン属性情報と、
    一時的に発生する前記禁止レーン区間の位置を示す一時規制情報と
    のうち少なくとも一方を含む
    車両走行制御システム。
  3. 請求項2に記載の車両走行制御システムであって、
    更に、周辺車両と通信を行う情報提供装置を備え、
    前記禁止レーン区間情報が前記一時規制情報を含む場合、前記情報提供装置は、前記一時規制情報を前記周辺車両に提供する
    車両走行制御システム。
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