JP2020158008A

JP2020158008A - 自動運転システム

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Publication number: JP2020158008A
Application number: JP2019061282A
Authority: JP
Inventors: 小山　哉; Hajime Koyama; 哉小山
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Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01
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Abstract

【課題】自動運転の走行環境が悪化した場合においても運転者の状態によって可能な限り自動運転を継続させ、安全性を確保しつつ自動運転車両としての利便性を向上させる。【解決手段】自動運転制御装置１００は、運転者が前方監視状態にあるか否かに拘わらず、予め設定した第１の走行環境下で自動運転によって車両を走行させる第１の自動運転モードを制御する第１自動運転制御部１０１と、運転者状態判断部１０２によって運転者が前方監視状態にあると判断され、且つ第１の走行環境よりも複雑な第２の走行環境下にある状況で自動運転によって車両を走行させる第２の自動運転モードを制御する第２自動運転制御部１０３とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、運転者の運転操作を要することなく車両を走行させることのできる自動運転システムに関する。

近年、自動車等の車両においては、運転者の運転操作を要することなく車両を走行可能とする自動運転システムが実用化に向かって開発されている。この自動運転システムは、最終的なレベルとして、異常発生時を含めて全ての機能をシステムで担うことが期待されるが、その前の段階として、自動運転の対象となる運行領域から外れる等した場合には、運転者に自動運転の継続が困難であることを警報し、運転を運転者に委ねる条件付きの自動運転システムがある。

例えば、特許文献１には、自動運転の継続が可能でないと判定された場合、運転者がハンドルを把持し、運転者の視線が前方を向いている場合には、ヘッドアップディスプレイを用いて警報し、運転者がハンドルを把持していない状態、運転者の視線が前方を向いていない状態のいずれか一方または両方の場合には、ヘッドアップディスプレイに加えて、音声出力デバイスまたは振動出力デバイスの少なくともいずれかを用いて警報を行う技術が開示されている。

特許第６４３９６６７号公報

しかしながら、従来の条件付きの自動運転システムでは、自動運転の走行環境が悪化した場合には自動運転が解除される頻度が高くなり、自動運転車両としての利便性が失われるばかりでなく、運転者に運転を引き継ぐための時間的な余裕が必ずしも十分とはいえない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動運転の走行環境が悪化した場合においても、運転者の状態によって可能な限り自動運転を継続させ、安全性を確保しつつ自動運転車両としての利便性を向上させることのできる自動運転システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様による自動運転システムは、運転者の運転操作を要することなく車両を自動運転によって走行させる自動運転システムであって、車室内の運転操作が可能な乗員を前記運転者として監視し、運転者状態を検出する運転者監視部と、前記運転者状態に基づいて、前記運転者が前方の周辺環境を監視する前方監視状態にあるか否かを判断する運転者状態判断部と、前記運転者が前方監視状態にあるか否かに拘わらず、予め設定した第１の走行環境下で前記自動運転によって前記車両を走行させる第１の自動運転モードを制御する第１自動運転制御部と、前記運転者状態判断部によって前記運転者が前記前方監視状態にあると判断され、且つ前記第１の走行環境よりも複雑な第２の走行環境下にある状況で、前記自動運転によって前記車両を走行させる第２の自動運転モードを制御する第２自動運転制御部とを備える。

本発明によれば、自動運転の走行環境が悪化した場合においても、運転者の状態によって可能な限り自動運転を継続させ、安全性を確保しつつ自動運転車両としての利便性を向上させることができる。

自動運転システムの全体構成図自動運転制御装置の機能を示すブロック図各運転モード間の遷移を示す説明図工事区間における第２の自動運転モードへの遷移を示す説明図運転モードの遷移処理を示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は自動運転システムの一例を示す全体構成図である。図１に示す自動運転システム１は、自動車等の車両に搭載され、運転者の運転操作を支援する運転支援や運転者の運転操作を必要としない自動運転を可能とする。具体的には、自動運転システム１は、自動運転制御装置１００を中心として、外部環境認識装置１０、測位装置２０、地図情報処理装置３０、運転者監視装置４０、制駆動制御装置５０、操舵制御装置６０、情報提示装置７０等が通信バス１５０を介してネットワーク接続されて構成されている。

外部環境認識装置１０は、自動運転システム１を搭載する車両（自車両）の周囲の外部環境を認識する。外部環境認識装置１０は、カメラユニット１１、ミリ波レーダやレーザレーダ等のレーダ装置１２等の環境認識用の各種デバイスを備えている。そして、外部環境認識装置１０は、カメラユニット１１やレーダ装置１２等で検出した自車両周囲の物体の検出情報、路車間通信や車車間通信等のインフラストラクチャ通信によって取得した交通情報、測位装置２０で測位した自車両の位置情報、地図情報処理装置３０からの地図情報等により、自車両周囲の外部環境を認識する。

例えば、外部環境認識装置１０は、カメラユニット１１として、同一対象物を異なる視点から撮像する２台のカメラで構成されるステレオカメラを自車両に搭載する場合、このステレオカメラで撮像した左右一対の画像をステレオ処理することにより、外部環境を３次元的に認識する。ステレオカメラとしてのカメラユニット１１は、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するシャッタ同期の２台のカラーカメラが所定の基線長で車幅方向左右に配置されて構成されている。

ステレオカメラとしてのカメラユニット１１で撮像された左右一対の画像はマッチング処理され、左右画像間の対応位置の画素ずれ量（視差）が求められる、そして、この画素ずれ量が輝度データ等に変換されて距離画像が生成される。距離画像上の点は、三角測量の原理から、自車両の中心とする実空間上の点に座標変換され、自車両が走行する道路の白線（車線）、障害物、自車両の前方を走行する車両等が３次元的に認識される。

車線としての道路白線は、画像から白線の候補となる点群を抽出し、その候補点を結ぶ直線や曲線を算出することにより、認識することができる。例えば、画像上に設定された白線検出領域内において、水平方向（車幅方向）に設定した複数の探索ライン上で輝度が所定以上変化するエッジの検出を行い、探索ライン毎に１組の白線開始点及び白線終了点を検出することにより、白線開始点と白線終了点との間の中間の領域が白線候補点として抽出される。

そして、単位時間当たりの車両移動量に基づく白線候補点の空間座標位置の時系列データを処理して左右の白線を近似するモデルを算出することにより、白線が認識される。白線の近似モデルとしては、ハフ変換によって求めた直線成分を連結した近似モデルや、２次式等の曲線で近似したモデルを用いることができる。

測位装置２０は、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)衛星等の複数の航法衛星からの信号に基づく測位を主として、自車両の車両位置を検出する。また、衛星からの信号（電波）の捕捉状態や電波の反射によるマルチパスの影響等で測位精度が悪化した場合には、測位装置２０は、ジャイロセンサ２２や車速センサ２３等の車載センサを用いた自律航法による測位を併用して自車両の車両位置を検出する。

複数の航法衛星による測位は、航法衛星から送信される軌道及び時刻等に関する情報を含む信号を受信機２１を介して受信し、受信した信号に基づいて自車両の自己位置を、経度、緯度、高度、及び時間情報を含む絶対位置として測位する。また、自律航法による測位は、ジャイロセンサ２２によって検出した自車両の進行方位と車速センサ２３から出力される車速パルス等から算出した自車両の移動距離とに基づいて、相対的な位置変化分としての自車位置を測位する。

地図情報処理装置３０は、地図データベースＤＢを備え、測位装置２０で測位した自車両の位置データから地図データベースＤＢの地図データ上での位置を特定して出力する。地図データベースＤＢは、自動運転を含む走行制御用に作成された高精度地図を保有するデータベースであり、ＨＤＤ（hard disk drive）やＳＳＤ（solid state drive）等の大容量記憶媒体に格納されている。

詳細には、高精度地図は、道路形状や道路間の接続関係等の静的な情報と、インフラストラクチャ通信によって収集される交通情報等の動的な情報とを複数の階層で保持する多次元マップ（ダイナミックマップ）として構成されている。道路データとしては、道路白線の種別、走行レーンの数、走行レーンの幅、走行レーンの幅方向の中心位置を示す点列データ、走行レーンの曲率、走行レーンの進行方位角、制限速度等が含まれている。データの信頼度やデータ更新の日付け等の属性データと共に保持されている。

更に、地図情報処理装置３０は、地図データベースＤＢの保守管理を行い、地図データベースＤＢのノード、リンク、データ点を検定して常に最新の状態に維持すると共に、データベース上にデータが存在しない領域についても新規データを作成・追加し、より詳細なデータベースを構築する。地図データベースＤＢのデータ更新及び新規データの追加は、測位装置２０によって測位された位置データと、地図データベースＤＢに記憶されているデータとの照合によって行われる。

運転者監視装置４０は、後述する自動運転制御装置１００の各機能部に対して、車室内の運転操作が可能な乗員、特に自動運転による走行中に自動運転システム１から運転を引継いで運転操作を行うことが可能な車室内の乗員を運転者として監視する運転者監視部として機能する。運転者監視装置４０は、運転者の監視結果としての運転者状態を、自動運転制御装置１００に送信する。

運転者状態は、運転者の覚醒度や体調、運転者の運転操作に係る動作等であり、車内に設置された視覚センサ４１、生体センサ４２等の複数のセンサによって検出される。視覚センサ４１としては、車内に設置されたカメラ、近赤外線ＬＥＤ、レーダや超音波センサ等が用いられる。また、生体センサ４２としては、カメラ、近赤外線ＬＥＤ、レーダや超音波センサ、温度センサ、振動センサ等が用いられる。

運転者監視装置４０は、視覚センサ４１によって運転者の顔の表情や視線方向、運転者の手の動き等を検出し、また、生体センサ４２によって、運転者の呼吸の有無、心拍数、血圧、体温、脳波等の生体情報を検出する。後述するように、自動運転制御装置１００は、運転者監視装置４０からの情報に基づいて、運転者に対する前方監視要求や運転引継ぎ要求に対する運転者の反応を判断する。

制駆動制御装置５０は、電動モータや内燃機関で発生させる走行駆動力を制御し、また、自車両の走行速度、前進と後退の切換え、ブレーキ等を制御する。例えば、制駆動制御装置５０は、エンジン運転状態を検出する各種センサ類からの信号及び通信バス１５０を介して取得される各種制御情報に基づいて、エンジンの運転状態を制御し、また、ブレーキスイッチ、４輪の車輪速、操舵角、ヨーレート、その他の車両情報に基づき、４輪のブレーキ装置（図示せず）を運転者のブレーキ操作とは独立して制御する。更に、制駆動制御装置５０は、各輪のブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出して、アンチロック・ブレーキ・システムや横すべり防止制御等を行う。

操舵制御装置６０は、例えば、車速、運転者の操舵トルク、操舵角、ヨーレート、その他の車両情報に基づいて、操舵系に設けた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）６１による操舵トルクを制御する。この操舵トルクの制御は、実操舵角を目標操舵角に一致させるための目標操舵トルクを実現するＥＰＳ装置６１の電動モータに対する電流制御として実行される。ＥＰＳ装置６１は、操舵制御装置６０からの目標操舵トルクを指示トルクとして、この指示トルクに対応する電動モータの駆動電流を、例えばＰＩＤ制御によって制御する。

情報提示装置７０は、車両の各種装置に異常が生じた場合や運転者に注意を喚起するための警報、及び運転者に提示する各種情報の出力を制御する装置である。例えば、モニタ、ディスプレイ、アラームランプ等の視覚的な出力と、スピーカ・ブザー等の聴覚的な出力との少なくとも一方を用いて、警告や制御情報を提示する。情報提示装置７０は、自動運転を含む走行制御を実行中、その制御状態を運転者に提示し、また、運転者の操作によって自動運転を含む走行制御が休止された場合には、そのときの運転状態を運転者に提示する。

次に、自動運転システム１の中心となる自動運転制御装置１００について説明する。自動運転制御装置１００は、運転者が操舵、加減速、ブレーキ等の全ての運転操作を行って自車両を走行させる手動運転モードに対して、運転者が図示しないスイッチやパネル等を操作して、運転者の運転を支援する運転支援モードや、運転者の運転操作を要しない自動運転モードを選択したとき、外部環境認識装置１０、測位装置２０、地図情報処理装置３０からの情報に基づいて、制駆動制御装置５０及び操舵制御装置６０を介した走行制御を実施する。

尚、本実施の形態においては、運転支援モードは、運転者の保舵或いは操舵を必要として、加減速制御と操舵制御との少なくとも一方を自動的に行う運転モードを意味し、部分的な自動運転を含むものとする。一方、自動運転モードは、運転者がハンドルに触れることのない手放し運転を前提とする運転モードを意味し、自動運転機能が正常に作動する設計上の運行領域において加減速制御及び操舵制御の全てを自動で行う条件付きの自動運転モードである。

自動運転モードは、例えば、運転者がハンドルを保持或いは設定値以上の操舵トルクで操舵する、ブレーキペダルを踏む、アクセルペダルを踏む等のオーバーライド操作を行った場合、解除される。また、自動運転モードにおいては、システムによる作動継続が困難な場合には自動運転が解除され、運転者による手動運転に委ねられる。

本実施の形態においては、自動運転モードは、第１の自動運転モードと第２の自動運転モードとに細分化される。このため、自動運転制御装置１００は、図２に示すように、各運転モードに係る制御機能部として、第１自動運転制御部１０１、運転者状態判断部１０２、第２自動運転制御部１０３、警報制御部１０４を備えている。図２は自動運転制御装置の機能を示すブロック図である。

第１自動運転制御部１０１は、乗員（運転者）が自動運転モードをオンにして、目的地や経由地の情報（施設名、住所、電話番号等）を入力、或いはパネル等に表示される地図上で直接指定すると、走行ルートの位置座標（緯度、経度）を設定し、走行する道路及び走行レーンを特定する。そして、第１自動運転制御部１０１は、道路条件、地理的条件、環境条件等が自動運転の条件を満足する場合、第１の自動運転モードの自動運転により、加減速制御及び操舵制御を実行する。

目的地及び走行ルートが予め指定されている場合、第１自動運転制御部１０１は、周囲の交通環境に応じた車速、他車両との車間距離、車線を適切に設定しながら走行ルートに沿って自車両を目的地まで自動走行させる。一方、目的地及び走行ルートが指定されていない場合には、第１自動運転制御部１０１は、自車両を車線に沿って自動走行させる。

第１の自動運転モードによる自動運転は、予め自動運転機能が正常に作動するように設定された設計上の運行領域としての条件を満たす走行環境（第１の走行環境）、例えば、高速道路や自動車専用道路、郊外の幹線道路等において通常の天候状態で道路上に走行障害となる事由が発生していない安定した環境下にあることを前提としている。この第１の自動運転モードでは、運転者には、例えば携帯電話機の利用や読書等の運転とは直接関係のないタスクを行うことが許容され、周辺環境の監視は要求されない。

第１自動運転制御部１０１は、この第１の走行環境下にある区間を第１の自動運転モードで走行中、第１の走行環境から相対的に複雑な走行環境（第２の走行環境）に変化することが予想される場合、運転者に前方の周辺環境を監視することを要求する前方監視要求を出力する。

第２の走行環境は、例えば、強風、降雨、降雪等の天候状態、車線規制区間、速度規制区間、曲率の大きいカーブの区間、工事区間等の少なくとも１つを含む走行環境である。第１の自動運転制御部１０１は、これらの第２の走行環境に係る情報を、アメダス（AMeDAS：Automated Meteorological Data Acquisition System：自動気象データ収集システム）からの気象情報や、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Comm unication System：登録商標）からの道路交通情報等のインフラストラクチャ通信、又はクラウドコンピューティングによるネットワーク回線とのクラウド通信を含む車両外部との無線通信によって取得する。

第２の走行環境下においては、通常の第１の走行環境下よりも複雑な制御が必要となり、自動運転が不可となる可能性が高くなる。このため、第１の自動運転制御部１０１は、車両外部との通信によって取得した情報により、第１の走行環境から第２の走行環境に変化することが予想される場合、運転者に前方監視要求を出力し、自動運転が不可となった場合には、運転者が直ちに対応できるようにする。

前方監視要求に対して運転者が応答したか否かは、運転者状態判断部１０２によって判断される。運転者状態判断部１０２は、運転者監視部としての運転者監視装置４０において視覚センサ４１や生体センサ４２によって検出された運転者状態を調べ、運転者が前方監視要求に応じて前方を注視したか否かを判断する。

例えば、運転者状態として、運転者の眼球運動による角膜上の虚像の移動に基づく視線挙動、視線挙動のばらつきや瞳孔面積の変化に基づく覚醒度、運転者の呼吸の有無、心拍数、血圧、体温、脳波等の生体情報、運転者の顔の向き、運転者の手の動き等を検出する場合、運転者状態判断部１０２は、これらの情報に基づいて運転者が前方を注視したか否かを判断する。例えば、運転者状態判断部１０２は、運転者の健康状態が正常で覚醒しており、運転者の顔の向きや視線方向が設定範囲内になった場合、運転者が前方監視要求に反応して前方を注視したと判断する。

運転者状態判断部１０２により、運転者が前方監視要求に反応して前方を注視したと判断された場合、第１自動運転制御部１０１は、第１の自動運転モードを、第２自動運転制御部１０３による第２の自動運転モードに移行させる。第２の自動運転モードは、基本的には、第１の自動運転モードと同様であるが、より複雑な走行環境に対応して、減速や車線変更等を伴う、より限定された自動運転のモードとなる。

一方、運転者状態判断部１０２で、運転者が前方を注視していないと判断された場合には、第１自動運転制御部１０１は、運転者に運転の引継ぎを要求する運転引継ぎ要求を出力する。この運転引継ぎ要求は、警報制御部１０４に通知され、警報制御部１０４から情報提示装置７０を介して運転者に警報される。

運転引継ぎ要求に対して運転者が反応し、運転者が前方を確認してハンドルやブレーキ等を操作すると、その運転者の動作が運転者状態判断部１０２によって判断され、警報制御部１０４による警報が解除されると共に、第１自動運転制御部１０１による自動運転が解除され、運転モードが運転者自身による手動運転モードに遷移する。

一方、運転引継ぎ要求に対して運転者が反応しない場合には、自動運転が中止され、リスク低減モードに遷移する。リスク低減モードは、自動運転中のリスクを低減するための運転モードであり、車両を減速させて安全を確保する。このリスク低減モードとしては、例えば、路側帯等の車両を安全に停止させることのできる地点（退避地点）を探索し、車両を減速させながら退避地点まで自動で走行させて停止させる退避モードがある。

尚、運転引継ぎ要求は、前方監視要求に対して運転者が従わない場合のみならず、第１の自動運転モード、或いは第２の自動運転モードによる自動運転中に、運転者の健康状態が悪化する等して運転を引き継ぐことができない可能性があると判断された場合にも出力される。この運転引継ぎ要求に対する運転者の反応がない場合、リスク低減モードに遷移する。

ここで、各運転モード間の遷移について説明する。図３は各運転モード間の遷移を示す説明図である。本実施の形態の自動運転システム１は、運転モードとして、図３に示すように、手動運転モードＭＮ、運転支援モードＡＳ、第１の自動運転モードＡＴ１、第２の自動運転モードＡＴ２を主として、リスク低減モードＲＭを備えている。

第１の自動運転モードＡＴ１は、手動運転モードＭＮと運転支援モードＡＳとに対して双方向に遷移可能である。これに対して、第２の自動運転モードＡＴ２は、第１の自動運転モードＡＴ１との間で双方向に遷移可能であるが、手動運転モードＭＮへは、片方向の遷移のみが可能となる。

また、第１の自動運転モードＡＴ１及び第１の自動運転モードＡＴ１は、自動運転が不可となった場合、リスク低減モードＲＭに遷移する。本実施の形態においては、運転引継ぎ要求に運転者が従わない場合に、リスク低減モードＲＭに遷移する。

第１の自動運転モードＡＴ１から第２の自動運転モードＡＴ２へは、例えば図４に示すように遷移する。図４は工事区間における第２の自動運転モードへの遷移を示す説明図である。図４に示すように、車両Ｃｍの運転者ＨｍがハンドルＷＨに触れず、また前方を監視していない状態で第１の自動運転モードＡＴ１による自動運転による走行中、ＶＩＣＳ等から工事区間Ｄｗの情報を取得すると、工事区間Ｄｗの手前の前方監視要求区間Ｄ１で運転者Ｈｍに前方監視要求を提示する。

前方監視要求区間Ｄ１で運転者Ｈｍが前方監視要求に応答して前方の周辺環境を監視した場合、第１の自動運転モードＡＴ１から第２の自動運転モードＡＴ２に遷移し、第２の自動運転モードＡＴ２による自動運転で工事区間Ｄｗを通過する。このとき、運転者Ｈｍは、ハンドルＷＨを放したまま前方を監視している状態となり、工事区間Ｄｗを抜けると、前方を監視する必要のない第１の自動運転モードＡＴ１による自動運転に復帰する。

一方、運転者Ｈｍが前方監視要求に反応せずに前方の周辺環境を監視していない場合には、運転者に運転引継ぎ要求を提示し、前方監視要求区間Ｄ１と工事区間Ｄｗとの間に設定された解除・引継ぎ区間Ｄ２で第１の自動運転モードＡＴ１を解除する。この解除・引継ぎ区間Ｄ２は、第２の自動運転モードＡＴ２を有しない通常の自動運転モード（第１の運転モードＡＴ１のみ）のシステムにおいて、工事区間Ｄｗの通過を運転者の手動運転に委ねるための引継ぎ警報を発する区間に該当する。

前方監視要求区間Ｄ１及び解除・引継ぎ区間Ｄ２は、工事区間Ｄｗに対する規定の事前距離に設定される。例えば、前方監視要求区間Ｄ１は、工事区間Ｄｗを検知したときの車速、減速や車線変更に要する時間等に基づいて設定され、解除・引継ぎ区間Ｄ２は、主として運転者が反応して動作するまでの時間を考慮して設定される。

解除・引継ぎ区間Ｄ２で運転者が運転引継ぎ要求に従ってハンドルＷＨを保舵して前方を監視した場合、工事区間Ｄｗは手動運転モードＭＮ或いは運転支援モードＡＳの運転モードで通過する。一方、運転者が運転引継ぎ要求に従わない場合には、リスク低減モードＲＭに遷移し、車両を減速させながら退避地点まで走行させて停止させる等して安全を確保する。

尚、リスク低減モードＲＭに遷移した場合は、例えば、車両が停止して動力がオフされ、運転者が解除スイッチを操作した場合に、リスク低減モードＲＭが終了する。リスク低減モードＲＭが終了すると、初期状態の手動運転モードＭＮに戻り、この手動運転モードＭＮから運転支援モードＡＳや第１の自動運転モードＡＴ１への遷移が可能となる。

次に、自動運転システム１の動作について、図５のフローチャートで例示される自動運転制御装置１００の動作を中心として説明する。図５は運転モードの遷移処理を示すフローチャートである。

自動運転制御装置１００は、最初のステップＳ１０において、自動運転が可能か否かを判断する。例えば、システムの一部に異常が発生したり、自動運転の運行領域外となる等して自動運転の継続が困難となった場合、自動運転制御ユニット２０は自動運転を継続することは不可と判断し、ステップＳ１０からステップＳ２０へ進んで運転者の運転を委ねる。これにより、運転者の手動運転による手動運転モードの走行、或いは運転者の操作を支援しながらの運転支援モードによる走行となる。

一方、ステップＳ１０において自動運転が可能である場合には、ステップＳ１０からステップＳ１１へ進み、自動運転制御装置１００は、第１自動運転制御部１０１の処理として、運転者がハンドルに触れることのない手放し運転、且つ運転者が周辺環境を監視する必要のない第１の自動運転モードでの自動運転を実施する。

その後、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進み、第１自動運転制御部１０１は、インフラストラクチャ通信又はクラウド通信を含む車両外部との無線通信により走行環境情報を取得する。そして、第１自動運転制御部１０１は、地図情報から把握される自動運転の走行ルート上に、前方監視必要区間を検知したか否かを調べる。前方監視必要区間は、例えば、前方の工事区間等のように、運転者による前方の周辺監視が要求される区間である。

ステップＳ１２において、前方監視必要区間が検知されていない場合には、ステップＳ１１へ戻り、前方監視必要区間が検知され、第１の自動運転モードの条件となる第１の走行環境よりも複雑な第２の走行環境に変化することが予想される場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、第１自動運転制御部１０１は、前方監視必要区間の手前の規定の事前距離で運転者に対して前方監視要求を出力し、運転者に提示する。そして、第１自動運転制御部１０１は、ステップＳ１４において、運転者状態判断部１０２による運転者状態の判断結果を読み込み、運転者が前方監視要求に反応して前方を注視したか否かを調べる。

ステップＳ１４において、運転者が前方監視状態にあると判断された場合、第１自動運転制御部１０１は、ステップＳ１５で自車両を前方監視必要区間に進入させ、ステップＳ１６で第２自動運転制御部１０３に処理を移行する。第２自動運転制御部１０３は、運転者の前方監視を条件として、第１の自動運転モードよりも限定された第２の自動運転モードによる自動運転を実施する。

一方、ステップＳ１４において、運転者が前方監視状態にないと判断された場合には、ステップＳ１４からステップＳ１７へ進み、第１自動運転制御部１０１は、運転者に運転の引継ぎを要求する運転引継ぎ要求を出力して第１の自動運転モードを解除する。そして、ステップＳ１８で自車両を前方監視必要区間に進入させ、ステップＳ１９で運転者が運転引継ぎ要求に応答してハンドルに触れ、運転者状態判断部１０２によって保舵したと判断されたか否かを調べる。

ステップＳ１９において、運転者が保舵していると判断される場合、ステップＳ２０で手動運転モードに移行、或いは手動運転モードを経て運転支援モードに移行する。一方、運転者が保舵していないと判断される場合には、ステップＳ１９からステップＳ２１へ進み、リスク低減モードに移行し、車両を減速させながら退避地点まで自動で走行させて停止させる等して安全を確保する。

このように本実施の形態においては、運転者の保舵及び前方監視が要求されない第１の走行環境から相対的に複雑な制御が要求される第２の走行環境に変化することが予想される場合、第２の走行環境に変化する前に、運転者に対して前方監視要求を出力し、この前方監視要求に従って前方の周辺環境を監視した場合、第２の自動運転モードで自動運転を継続する。

これにより、自動運転の走行環境が悪化した場合においても、運転者の状態によって可能な限り自動運転を継続させることができ、しかも、自動運転が困難となっても迅速に運転者が運転を引き継ぐことが可能となる。その結果、自動運転車両としての安全性を確保しつつ、商品性及び利便性を向上することができる。

また、運転者が前方監視要求に従わない場合は、更に運転引継ぎ要求を出力し、この運転引継ぎ要求に運転者が反応しない場合、リスク低減モードに遷移させるので、確実に危険を回避し、安全を確保することができる。

１自動運転システム
１０外部環境認識装置
２０測位装置
３０地図情報処理装置
４０運転者監視装置（運転者監視部）
５０制駆動制御装置
６０操舵制御装置
７０情報提示装置
１００自動運転制御装置
１０１第１自動運転制御部
１０２運転者状態判断部
１０３第２自動運転制御部
１０４警報制御部

Claims

運転者の運転操作を要することなく車両を自動運転によって走行させる自動運転システムであって、
車室内の運転操作が可能な乗員を前記運転者として監視し、運転者状態を検出する運転者監視部と、
前記運転者状態に基づいて、前記運転者が前方の周辺環境を監視する前方監視状態にあるか否かを判断する運転者状態判断部と、
前記運転者が前方監視状態にあるか否かに拘わらず、予め設定した第１の走行環境下で前記自動運転によって前記車両を走行させる第１の自動運転モードを制御する第１自動運転制御部と、
前記運転者状態判断部によって前記運転者が前記前方監視状態にあると判断され、且つ前記第１の走行環境よりも複雑な第２の走行環境下にある状況で、前記自動運転によって前記車両を走行させる第２の自動運転モードを制御する第２自動運転制御部と
を備えることを特徴とする自動運転システム。
前記第１自動運転制御部は、前記第１の自動運転モードによる前記自動運転の走行中に、前記第１の走行環境から前記第２の走行環境に変化すると予想される場合、前記運転者に前記前方監視状態を要求する前方監視要求を出力し、前記運転者状態判断部によって前記運転者が前記前方監視状態になったと判断されたとき、前記第１自動運転モードから前記第２自動運転制御部による前記第２の自動運転モードに移行させることを特徴とする請求項１に記載の自動運転システム。
前記第１自動運転制御部は、前記前方監視要求に対して、前記運転者状態判断部により前記運転者が前記前方監視状態になっていないと判断された場合、前記第１の走行環境から前記第２の走行環境に変化する前に、前記第１の自動運転モードを解除することを特徴とする請求項２に記載の自動運転システム。
前記第１自動運転制御部は、前記前方監視要求に対して、前記運転者状態判断部により前記運転者が前記前方監視状態になっていないと判断された場合、前記第１の走行環境から前記第２の走行環境に変化する前に、前記運転者に運転の引継ぎを要求する運転引継ぎ要求を出力することを特徴とする請求項２に記載の自動運転システム。
前記第１自動運転制御部は、前記運転者状態判断部によって前記運転者が前記運転引継ぎ要求に応答しないと判断された場合、リスク低減モードに移行させることを特徴とする請求項４に記載の自動運転システム。
前記第２の走行環境は、天候の悪化、車線規制区間、速度規制区間、曲率の大きいカーブの区間、工事区間の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の自動運転システム。
前記第１自動運転制御部は、前記第２の走行環境に係る情報を、インフラストラクチャ通信又はクラウド通信を含む車両外部との通信によって取得することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の自動運転システム。