JP2021060819A - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】より適切な運転制御を実行することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供すること。【解決手段】実施形態の車両制御装置は、自車両の周辺状況を認識する認識部と、前記認識部により認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御する運転制御部と、前記自車両の車線変更先を車外に報知する車外報知部と、を備え、前記運転制御部は、前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、車両制御装置。【選択図】図2

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。
近年、車両を自動的に制御することについて研究が進められている。これに関連して、追い越し対象車両を追い越すための車線変更制御を行う場合に、追い越し対象車両と自車両との相対速度の変化や後続車両の車線変更の検知に基づいて、追い越し走行を中止したり、制御状態を乗員に報知する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2016−4443号公報
しかしながら、自車両の車線変更の中止に関する充分な情報提供がなされないため、乗員や周辺車両に不安感を与えてしまう場合があった。
本発明の態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、より適切な運転制御を実行することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の周辺状況を認識する認識部と、前記認識部により認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御する運転制御部と、前記自車両の車線変更先を車外に報知する車外報知部と、を備え、前記運転制御部は、前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、車両制御装置である。
(2):上記(1)の態様において、前記運転制御部は、前記車線変更の開始時において、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知していない場合には、前記中止条件を満たしてから第1所定時間の経過後に、前記車線変更を中止し、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知している場合には、前記第1所定時間よりも短い第2所定時間の経過後に、前記車線変更を中止するものである。
(3):上記(2)の態様において、前記運転制御部は、前記自車両の速度に基づいて、前記第1所定時間または前記第2所定時間の一方または双方を変更するものである。
(4):上記(2)または(3)の態様において、前記運転制御部は、前記自車両が走行する道路種別または道路状況に基づいて前記第1所定時間または前記第2所定時間のうち一方または双方を変更するものである。
(5):上記(2)〜(4)のうち何れか一つの態様において、前記運転制御部は、前記車線変更を中止させる中止条件の内容に基づいて、前記第1所定時間または前記第2所定時間のうち一方または双方を変更するものである。
(6):上記(1)〜(5)のうち何れか一つの態様において、前記自車両の車線変更が実行可能である場合、または前記自車両の車線変更を中止した場合に、前記自車両の乗員に報知を行う車内報知部を更に備えるものである。
(7):上記(2)〜(5)のうち何れか一つの態様において、前記運転制御部は、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知してから前記第1所定時間または前記第2所定時間と異なる第3所定時間後、或いは第3所定距離を走行後に、前記隣接車線側への横移動を含む車線変更を実行するものである。
(8):上記(1)〜(7)のうち何れか一つの態様において、前記運転制御部は、前記隣接車線側への横移動を含む車線変更を実行している状態で、前記中止条件を満たす場合に、前記自車走行車線および前記隣接車線に対する前記自車両の基準位置に基づいて前記車線変更の可否を判定し、前記自車両の基準位置が、前記自車走行車線と前記隣接車線とを区画する区画線を越えて前記隣接車線側にある場合に、前記隣接車線への車線変更を継続するものである。
(9):上記(2)の態様において、前記運転制御部は、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知する前に前記中止条件を満たしてから前記第1所定時間が経過する前に前記中止条件を満たさなくなった場合、または、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知した後に前記中止条件を満たしてから前記第2所定時間が経過する前に前記中止条件を満たさなくなった場合に、前記隣接車線側への前記自車両の横移動を開始するものである。
(10):この発明の一態様に係る車両制御方法は、車載コンピュータが、自車両の周辺状況を認識し、認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御し、車外報知部によって前記自車両の車線変更先を車外に報知し、前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、車両制御方法である。
(11):この発明の一態様に係るプログラムは、車載コンピュータに、自車両の周辺状況を認識させ、認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御させ、車外報知部によって前記自車両の車線変更先を車外に報知させ、前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、プログラムである。
(1)〜(11)によれば、より適切な運転制御を実行することができる。
実施形態に係る車両制御装置を含む車両システム1の構成図である。 第1制御部120および第2制御部160の機能構成図である。 第1の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。 第1の制御パターンの車線変更制御に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。 第1の制御パターンにおいて、ディスプレイ34に出力される画像IM1の一例を示す図である。 車線L2に車線変更ターゲット位置TPsが設定される様子を模式的に示す図である。 第2の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。 第2の制御パターンの車線変更制御に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。 第2の制御パターンにおいて、ディスプレイ34に出力される画像IM2の一例を示す図である。 第3の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。 第3の制御パターンの車線変更制御に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。 第3の制御パターンにおいて、車線変更の実行が待機中であることを示す画像IM3の一例を示す図である。 第4の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。 実施形態の自動運転制御装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ステップS160に示す車線変更実行処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態の自動運転制御装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。以下では、一例として、車両制御装置が自動運転車両に適用された実施形態について説明する。自動運転とは、例えば、自動的に車両の操舵または速度のうち、一方または双方を制御して運転制御を実行することである。上述した運転制御には、例えば、ACC(Adaptive Cruise Control System)やTJP(Traffic Jam Pilot)、ALC(Automated Lane Change)、LKAS(Lane Keeping Assistance System)、CMBS(Collision Mitigation Brake System)等の運転制御が含まれてもよい。また、自動運転には、例えば車両の周辺状況等に基づいて、上述した運転制御が実行可能である場合に、乗員の指示(要求)を受け付けてから運転制御を実行する第1運転制御と、乗員の指示を受け付けずにシステム側の要求によって運転制御を実行する第2運転制御とが含まれる。第2運転制御は、例えば、第1運転制御に比して緊急度または優先度の高い制御である。また、自動運転車両は、乗員の手動操作による運転制御(いわゆる手動運転)が実行されてもよい。以下では、左側通行の法規が適用される場合について説明するが、右側通行の法規が適用される場合、左右を逆に読み替えればよい。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る車両制御装置を含む車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両(以下、自車両Mと称する)は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池等のバッテリ(蓄電池)の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、カメラ10と、レーダ装置12と、LIDAR(Light Detection and Ranging)14と、物体認識装置16と、通信装置20と、HMI(Human Machine Interface)30と、車両センサ40と、ナビゲーション装置50と、MPU(Map Positioning Unit)60と、運転操作子80と、車外報知部90と、自動運転制御装置100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。HMI30と、運転操作子80と、自動運転制御装置100と、車外報知部90とを組み合わせたものが、「車両制御装置」の一例である。HMI30および運転操作子80を組み合わせたものは「操作受付部」の一例である。HMI30は、「車内報知部」の一例である。自動運転制御装置100のうち、第1制御部120および第2制御部160を組み合わせたものは「運転制御部」の一例であり、HMI制御部180は「報知制御部」の一例である。
カメラ10は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ10は、車両システム1が搭載される車両の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ10は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ10は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ10は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、自車両Mの周辺にミリ波等の電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置12は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置12は、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
LIDAR14は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。LIDAR14は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。LIDAR14は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびLIDAR14のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置16は、認識結果を自動運転制御装置100に出力する。また、物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびLIDAR14の検出結果をそのまま自動運転制御装置100に出力してよい。その場合、車両システム1から物体認識装置16が省略されてもよい。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi−Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等のネットワークを利用して、例えば、自車両Mの周辺に存在する他車両、自車両Mを利用する利用者の端末装置、或いは各種サーバ装置と通信する。
HMI30は、自車両Mの乗員に対して各種情報を報知または提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、例えば、車線変更開始スイッチ32と、ディスプレイ34とを備える。車線変更開始スイッチ32は、例えば、乗員による操舵操作や加減速操作に依らずに、自動運転制御装置100により自車両Mを車線変更させる車線変更制御を実行させるためのスイッチである。操舵操作とは、例えば、運転操作子80に含まれるステアリングホイールに対する操作である。加減速操作とは、例えば、運転操作子80に含まれるアクセルペダルやブレーキペダルに対する操作である。操舵操作および加減速操作としては、例えば、ジョイスティック、ジェスチャ認識装置等も使用され得る。車線変更制御とは、例えば、自車両Mの操舵制御または速度制御のうち、一方または双方を制御して、自車両Mを自車走行車線から目標の隣接車線に車線変更させるALC制御である。また、車線変更開始スイッチ32は、車線変更の開始操作を受け付けるとともに、自車両Mが車線変更を行う左右何れかの方向を示す情報を受け付けてもよい。車線変更開始スイッチ32は、例えば、ボタン等の機械式スイッチでもよく、ディスプレイ34に表示されるGUI(Graphical User Interface)スイッチでもよい。
また、HMI30は、車線変更開始スイッチ32に加えて、追い越し開始スイッチ、追従走行開始スイッチ、車線維持開始スイッチ等を備えていてもよい。追い越し開始スイッチは、例えば、自動運転制御装置100によって、自車両Mが前走車両を追い越す追い越し制御を実行させるためのスイッチである。追従走行開始スイッチは、乗員による操舵操作や加減速操作に依らずに、自動運転制御装置100により自車両Mを前走車両に追従させる運転制御を実行させるためのスイッチである。車線維持開始スイッチは、乗員による操舵操作に寄らずに、自動運転制御装置100により自車両Mが走行する車線を維持する運転制御を実行させるためのスイッチである。また、HMI30は、自動運転の開始または終了を切り替えるスイッチを備えていてもよい。
ディスプレイ34は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の各種表示装置である。ディスプレイ34は、例えば、インストルメントパネルのうち運転者に対面する部分に設けられるメーターディスプレイや、インストルメントパネルの中央に設けられるセンターディスプレイ、HUD(Head Up Display)等である。HUDは、例えば、風景に重畳させて画像を視認させる装置であり、一例として、自車両Mのフロントウインドシールドやコンバイナーに画像を含む光を投光することで、乗員に虚像を視認させる。また、ディスプレイ34は、例えば、タッチパネルのように乗員の操作を受け付ける操作受付部を備えていてもよい。また、HMI30は、スピーカ、ブザー、タッチパネル、キー等を含んでもよい。
車両センサ40は、自車両Mの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、ヨーレート(例えば、自車両Mの重心点を通る鉛直軸回りの回転角速度)を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。車両センサ40により検出した結果は、自動運転制御装置100に出力される。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機51と、ナビHMI52と、経路決定部53とを備える。ナビゲーション装置50は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置に第1地図情報54を保持している。GNSS受信機51は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。GNSS受信機51は、「位置情報取得部」の一例である。自車両Mの位置は、車両センサ40の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI52は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。GNSS受信機51は、車両センサ40に設けられてもよい。ナビHMI52は、前述したHMI30と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部53は、例えば、GNSS受信機51により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI52を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報54を参照して決定する。第1地図情報54は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第1地図情報54は、POI(Point Of Interest)情報等を含んでもよい。地図上経路は、MPU60に出力される。ナビゲーション装置50は、地図上経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置50は、通信装置20を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。ナビゲーション装置50は、決定した地図上経路を、MPU60に出力する。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61を含み、HDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に第2地図情報62を保持している。推奨車線決定部61は、ナビゲーション装置50から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報62を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部61は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部61は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報62は、第1地図情報54よりも高精度な地図情報である。第2地図情報62は、例えば、車線数、道路区画線の種類、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報62には、道路情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、駐車場情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報とは、例えば、道路の曲率半径(或いは曲率)、幅員、勾配等である。第2地図情報62は、通信装置20が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。第1地図情報54および第2地図情報62は、地図情報として一体に設けられていてもよい。また、地図情報は、記憶部190に記憶されていてもよい。
運転操作子80は、例えば、ウインカー92を作動させるウインカーレバー82を備える。また、運転操作子80は、例えば、ステアリングホイールと、アクセルペダルと、ブレーキペダルとを備える。また、運転操作子80は、シフトレバー、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含んでもよい。運転操作子80の各操作子には、例えば、乗員による操作子の操作量あるいは操作の有無を検出する操作検出部が取り付けられている。操作検出部は、例えば、ウインカーレバー82の位置や、ステアリングホイールの操舵角、操舵トルク、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込量等を検出する。そして、操作検出部は、検出結果を自動運転制御装置100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一方または双方に出力する。
車外報知部90は、例えば、方向指示器の一例としてのウインカー92を備える。ウインカー92は、例えば、ランプ等の発光部を含む。ウインカー92は、自車両Mの周囲から発光部の点滅が認識可能な自車両Mの任意の位置(例えば、自車両Mのボディ部の前後左右)に設けられる。ウインカー92は、例えば、HMI制御部180の制御により、所定の位置の発光部を点滅させる。また、車外報知部90は、例えば、グリル表示、または車体灯体を点滅または点灯させた車外報知であってもよい。また、車外報知部90は、音声を出力するスピーカを備え、自車両Mの自動運転または手動運転による将来の制御(例えば、車線変更)に関する情報を含む音声をスピーカから出力させてもよい。
自動運転制御装置100は、乗員からの指示等に基づいて自動運転を実行する。また、自動運転制御装置100は、乗員による所定の操作によって自動運転から手動運転に切り替える制御を行ってもよい。所定の操作とは、例えば、ステアリングホイールの操舵角や操舵トルクが閾値以上となる操作や、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込量が閾値以上となる操作である。
自動運転制御装置100は、例えば、第1制御部120と、第2制御部160と、HMI制御部180と、記憶部190とを備える。第1制御部120と、第2制御部160と、HMI制御部180とは、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。上述のプログラムは、予め自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROM、メモリカード等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置やカードスロット等に装着されることで自動運転制御装置100の記憶装置にインストールされてもよい。
記憶部190は、上記の各種記憶装置、或いはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現されてもよい。記憶部190には、例えば、実施形態における運転制御に関する各種情報やプログラム等が格納される。また、記憶部190には、地図情報(例えば、第1地図情報54および第2地図情報62)が格納されていてもよい。
図2は、第1制御部120および第2制御部160の機能構成図である。第1制御部120は、例えば、認識部130と、行動計画生成部140とを備える。第1制御部120は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示等がある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。また、第1制御部120は、例えば、MPU60やHMI制御部180等からの指示や、端末装置300からの指示に基づいて自車両Mの自動運転に関する制御を実行する。
認識部130は、例えば、周辺状況認識部132と、車線変更判定部134と、中止判定部136とを備える。周辺状況認識部132は、カメラ10、レーダ装置12、およびLIDAR14から物体認識装置16を介して入力された情報に基づいて、自車両Mの周辺状況を認識する。例えば、周辺状況認識部132は、入力された情報に基づいて、自車両Mの周辺に存在する物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Mの基準点(重心や駆動軸中心等)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体が他車両等の移動体である場合、物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。
また、周辺状況認識部132は、例えば、自車両Mの走行車線や隣接車線を認識する。例えば、周辺状況認識部132は、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ10によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線や隣接車線を認識する。なお、周辺状況認識部132は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレール等を含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行車線や隣接車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置50から取得される自車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。また、周辺状況認識部132は、道路標示、道路の曲率半径(または曲率)、道路の勾配、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、駐車場の出入口ゲート、停止エリア、乗降エリア、その他の道路事象を認識する。
また、周辺状況認識部132は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。周辺状況認識部132は、例えば、自車両Mの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Mの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、周辺状況認識部132は、走行車線のいずれかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。
車線変更判定部134は、周辺状況認識部132による認識結果等に基づいて、自車両Mの車線変更が実行可能であるか否かを判定する。中止判定部136は、車線変更判定部134により車線変更が実行可能であると判定され、且つ乗員要求により車線変更制御が実行されている状態において、車線変更の中止条件を満たすか否かを判定する。車線変更判定部134および中止判定部136の機能の詳細については後述する。
行動計画生成部140は、自動運転により自車両Mを走行させる行動計画を生成する。例えば、行動計画生成部140は、原則的には推奨車線決定部61により決定された推奨車線を走行し、更に、認識部130による認識結果等に基づいて自車両Mの周辺状況に対応できるように、自車両Mが自動的に(運転者の操作に依らずに)将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
行動計画生成部140は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。イベントには、例えば、自車両Mを一定の速度で同じ車線を走行させる定速走行イベント、自車両Mの前方の所定距離以内(例えば100[m]以内)に存在し、自車両Mに最も近い他車両(以下、前走車両と称する)に自車両Mを追従させる追従走行イベント、自車両Mを自車線から隣接車線へと車線変更させる車線変更イベント、道路の分岐地点で自車両Mを目的地側の車線に分岐させる分岐イベント、合流地点で自車両Mを本線に合流させる合流イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバーイベント等が含まれる。また、イベントには、例えば、自車両Mを一旦隣接車線に車線変更させて前走車両を隣接車線において追い越してから再び元の車線へと車線変更させる追い越しイベント、自車両Mの前方に存在する障害物を回避するために自車両Mに制動および操舵の少なくとも一方を行わせる回避イベントなどが含まれてよい。
また、行動計画生成部140は、例えば、自車両Mの走行時に周辺状況認識部132により認識された自車両Mの周辺状況に応じて、現在の区間に対して既に決定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間に対して新たなイベントを設定したりしてよい。また、行動計画生成部140は、車載機器に対する乗員の操作に応じて、現在の区間に対して既に設定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間に対して新たなイベントを設定したりしてよい。例えば、行動計画生成部140は、乗員が車線変更開始スイッチ32やウインカーレバー82によってウインカー92を作動させる指示を行った場合、現在の区間に対して既に設定したイベントを車線変更イベントに変更したり、現在の区間に対して新たに車線変更イベントを設定したりしてよい。行動計画生成部140は、設定したイベントに応じた目標軌道を生成する。
行動計画生成部140は、例えば、車線変更制御部142を備える。車線変更制御部142は、車線変更判定部134や中止判定部136による判定結果に基づいて、車線変更(車線変更イベント)の実行または中止を制御する。車線変更制御部142の機能の詳細については後述する。
第2制御部160は、行動計画生成部140によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御する。
第2制御部160は、例えば、取得部162と、速度制御部164と、操舵制御部166とを備える。取得部162は、行動計画生成部140により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、メモリ(不図示)に記憶させる。速度制御部164は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置200またはブレーキ装置210を制御する。操舵制御部166は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置220を制御する。速度制御部164および操舵制御部166の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部166は、自車両Mの前方の道路の曲率半径(或いは曲率)に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
図1に戻り、HMI制御部180は、HMI30により、乗員に所定の情報を報知する。所定の情報には、例えば、自車両Mの状態に関する情報や運転制御に関する情報等の自車両Mの走行に関連のある情報が含まれる。自車両Mの状態に関する情報には、例えば、自車両Mの速度、エンジン回転数、シフト位置等が含まれる。また、運転制御に関する情報には、例えば、自動運転による運転制御(例えば、車線変更制御)の実行の有無や、自動運転を開始するか否かを問い合わせる情報、自動運転による運転制御状況に関する情報等が含まれる。また、所定の情報には、テレビ番組、DVD等の記憶媒体に記憶されたコンテンツ(例えば、映画)等の自車両Mの走行に関連しない情報が含まれてもよい。また、所定の情報には、例えば、自動運転における現在位置や目的地、自車両Mの燃料残量に関する情報が含まれてよい。HMI制御部180は、HMI30により受け付けられた情報を通信装置20、ナビゲーション装置50、第1制御部120等に出力してもよい。
また、HMI制御部180は、通信装置20を介して自車両Mの利用者が利用する端末装置や他の外部装置と通信を行い、所定の情報を端末装置や他の外部装置に送信してもよい。また、HMI制御部180は、端末装置や他の外部装置から取得した情報をHMI30に出力させてもよい。
また、HMI制御部180は、乗員による車線変更開始スイッチ32やウインカーレバー82の操作内容を受け付け、受け付けた操作内容に基づいてウインカー92の発光部を点滅させる。また、HMI制御部180は、運転操作子80による所定の操作を受け付けた場合や自車両Mの所定の挙動を認識した場合に点滅を終了させる。また、HMI制御部180は、システム要求に基づいて、ウインカー92の発光部の点滅の開始および終了を制御してもよい。
走行駆動力出力装置200は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置200は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)とを備える。ECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80のアクセルペダルから入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置210は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80のブレーキペダルから入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置210は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置210は、上記説明した構成に限らず、第2制御部160から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置220は、例えば、ステアリングECUと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80のステアリングホイールから入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
[運転制御]
次に、実施形態の運転制御について具体的に説明する。以下では、主に第1運転制御により実行される車線変更制御を中心として、幾つかの制御パターンに分けて説明する。なお、以下の制御パターンは、第1運転制御により実行される追い越し制御等にも適用可能であり、また第2運転制御における運転制御に適用させてもよい。
<第1の制御パターン>
図3は、第1の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。第1の制御パターンは、自車両Mの自動運転による車線変更において、車線変更の実行条件を満たしてから、車線変更の中止条件を満たすことなく、車線変更が実行される場合の制御パターンを示すものある。
図3の例では、同一方向に進行可能な二つの車線L1、L2を示している。車線L1は、「自車走行車線」の一例である。車線L2は、車線L1に隣接する「隣接車線」の一例である。車線L1は、区画線LLおよびCLで区画された車線であり、車線L2は、区画線CLおよびRLで区画された車線である。また、図3の例において、自車両Mは、車線L1を速度VMで走行しているものとする。また、時刻T1〜T5は、走行中の自車両Mがその地点に到達したときの時刻を表し、各時刻T1〜T5は「T1<T2<T3<T4<T5」の関係が成り立つものとする。また、図3の例では、時刻T*における自車両Mの位置を自車両M(T*)、速度をMV(T*)で表している。また、自車両Mの本体部の前方の左右にはウインカー92LF、92RFが配置され、本体部の後方の左右にはウインカー92LR、92RRが配置されているものとする。以下の説明においても同様とする。
図4は、第1の制御パターンの車線変更制御に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。図4の例では、車線変更制御に関連する切り替えとして、「(A)車線変更の実行条件を満たす/満たさない」、「(B)乗員への報知のON(オン)/OFF(オフ)」、「(C)ウインカー92の点滅のON/OFF」、「(D)車線変更の横移動制御のON/OFF」、および「(E)車線変更の中止条件を満たす/満たさない」における時刻の経過に対する切り替えタイミングを示している。また、図4の例では、各種機器または制御の切り替えタイミングに対応付けられた車線変更制御のステータス(実行状態)が示されている。
車線変更判定部134は、周辺状況認識部132による認識結果や地図情報等に基づいて、自車両Mの車線変更が可能であるか否かを判定する。例えば、車線変更判定部134は、以下に示すような車線変更の実行条件を全て満たすか否かを判定し、全てを満たす場合に車線変更の実行が可能であると判定し、いずれかの条件を満たさない場合に車線変更の実行が可能ではないと判定する。
実行条件1:車線変更先の車線L2に障害物(例えば、車線変更の妨げとなる他車両)が存在しないこと
実行条件2:車線変更先の車線と自車線との間を区画する区分線CLが車線変更の禁止(はみ出しの禁止)を表す道路標示でないこと
実行条件3:車線変更先の車線が認識されていること
実行条件4:車両センサ40に含まれるヨーレートセンサにより検出されたヨーレートが閾値未満であること
実行条件5:走行中の道路の曲率半径が所定値以上であること
実行条件6:自車両の速度が所定速度範囲内であること
車線変更判定部134は、例えば、ナビゲーション装置50で設定された目的地に向かうために車線L2への車線変更が必要であると判定されたタイミングや、自車両Mの前走車両が自車両Mと接近した(所定距離以内となった)タイミングで、車線L2への車線変更の実行可否を判定する。図3および図4の例では、時刻T1において、車線変更判定部134により車線L2への車線変更の実行が可能であると判定されたものとする。車線変更の実行が可能であると判定された場合、HMI制御部180は、車線変更に関する情報を乗員に報知する。例えば、HMI制御部180は、自車両Mの現在の状況において車線変更が可能であること、および車線変更を実行するか否かを問い合わせるための情報を生成し、生成した情報をHMI30から出力させる。
図5は、第1の制御パターンにおいて、ディスプレイ34に出力される画像IM1の一例を示す図である。なお、画像IM1のレイアウトや表示される内容等の表示態様については、以下の例に限定されるものではない。以降の画像の説明においても同様とする。図5に示す画像IM1には、運転制御情報表示領域A11と、問い合わせ情報表示領域A12と、スイッチ表示領域A13とが含まれる。運転制御情報表示領域A11には、例えば、自車両Mの運転状況に関する情報が表示される。運転状況に関する情報には、例えば、ALC等の運転制御が実行可能なことを示す情報等が含まれる。図5の例において、運転制御情報表示領域A11には、「現在、右側車線への車線変更が可能です。」という文字情報が表示されている。
問い合わせ情報表示領域A12には、例えば、運転制御情報表示領域A11に表示された情報に対応付けられた実行可能な運転制御を、実際に実行するか否かを乗員に問い合わせるための情報が表示される。図5の例において、問い合わせ情報表示領域A12には、「車線変更を実行しますか?」という文字情報が表示されている。
スイッチ表示領域A13には、例えば、第1アイコンIC11と、第2アイコンIC12とが含まれる。第1アイコンIC11は、問い合わせ情報表示領域A12に表示された問い合わせ情報を許可することを受け付けるGUIスイッチである。第1アイコンIC11は、車線変更開始スイッチ32の一例である。第2アイコンIC11は、問い合わせ情報表示領域A12に表示された問い合わせ情報を許可しないことを受け付けるGUIスイッチである。HMI制御部180は、図5の例において、第1アイコンIC11の選択を受け付けた場合、自動運転による車線変更の実行指示を受け付けたものとし、第2アイコンIC12の選択を受け付けた場合、自動運転による車線変更を実行しない指示を受け付けたものとする。
また、HMI制御部180は、画像IM1に運転制御情報表示領域A11に表示される情報のみを含めてもよい。また、HMI制御部180は、画像IM1がディスプレイ34に表示されている状態で、ウインカーレバー82の操作または機械式スイッチとしての車線変更開始スイッチ32の操作を受け付けた場合に、自動運転による車線変更の実行指示を受け付けたものとしてもよい。
HMI制御部180は、例えば、自動運転による車線変更が実行可能な状態である場合に画像IM1をディスプレイ34に表示させ、自動運転による車線変更が実行不可能となった場合に画像IM1の表示を終了させる。また、HMI制御部180は、画像IM1に表示される情報の少なくとも一部に対応付けられた音声を生成し、生成した音声をHMI30のスピーカから出力させてもよい。以降の画像についても同様とする。
図3および図4に戻り、時刻T2において、HMI制御部180は、自動運転による車線変更の実行指示を受け付けた場合、目標の隣接車線(図3に示す車線L2)側へ車線変更することを示すウインカー92RF、92RRを点滅させる。なお、時刻T2におけるウインカー92RF、92RRの点灯タイミングは、例えば、車両システム1側で任意に設定されてよい。
車線変更制御部142は、自動運転による車線変更の実行指示を受け付けた場合に、車線L1から車線L2への車線変更を実行する。具体的には、車線変更制御部142は、車線L2の車線変更後のターゲット位置を設定し、設定したターゲット位置に自車両Mを移動させるために、車線L1およびL2の延伸方向に対して横方向(車線L2方向)への移動(横移動)を行う。
図6は、車線L2に車線変更ターゲット位置TPsが設定される様子を模式的に示す図である。例えば、ウインカーレバー82の操作によって車線L2への車線変更が指示された場合、車線変更制御部142は、車線L2に存在する周辺車両の中から任意の2台の車両(例えば自車両Mに相対的に近い2台の車両)を選択し、選択した2台の周辺車両の間に車線変更ターゲット位置TPsを設定する。例えば、車線変更ターゲット位置TPsは、車線L2の中央に設定される。以下、設定した車線変更ターゲット位置TPsの直前に存在する周辺車両を「前方基準車両MB」と称し、車線変更ターゲット位置TPsの直後に存在する周辺車両を「後方基準車両MC」と称して説明する。車線変更ターゲット位置TPsは、自車両Mと前方基準車両MBおよび後方基準車両MCとの位置関係に基づく相対的な位置である。
車線変更制御部142は、車線変更ターゲット位置TPsを設定した後、車線変更ターゲット位置TPsの設定位置を基に、図中に示すような禁止領域RAを設定する。例えば、車線変更制御部142は、自車両Mを車線変更先の車線L2に射影し、射影した自車両Mの前後に若干の余裕距離を持たせた領域を禁止領域RAとする。禁止領域RAは、車線L2を区画する一方の区画線CLから他方の区画線RLまで延在する領域として設定される。
そして、車線変更制御部142は、設定した禁止領域RAに周辺車両の一部も存在せず、自車両Mと前方基準車両MBとの衝突余裕時間TTC(Time-To-Collision)(B)が閾値Th(B)よりも大きく、且つ自車両Mと後方基準車両MCとの衝突余裕時間TTC(C)が閾値Th(C)よりも大きい場合に、設定したターゲット位置TPsを確定する。「禁止領域RAに周辺車両が一部も存在しない」とは、例えば、上方から見て禁止領域RAと周辺車両を示す領域とが互いにオーバーラップしないことである。また、衝突余裕時間TTC(B)は、例えば、自車両Mの前端を車線L2側に仮想的に延出させた延出線FMと前方基準車両MBとの距離を、自車両Mおよび前方基準車両MBの相対速度で除算することで導出される。また、衝突余裕時間TTC(C)は、例えば、自車両Mの後端を車線L2側に仮想的に延出させた延出線RMと後方基準車両MCとの距離を、自車両Mおよび後方基準車両MCの相対速度で除算することで導出される。閾値Th(B)とTh(C)は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
なお、車線変更制御部142は、設定した禁止領域RAに周辺車両の一部が存在したり、衝突余裕時間TTC(B)が閾値Th(B)以下、または衝突余裕時間TTC(C)が閾値Th(C)以下である場合に、車線L2に存在する周辺車両の中から他の2台の車両を選択し、新たにターゲット位置TPsを設定することで、ターゲット位置を確定する。この場合、車線変更制御部142は、ターゲット位置TPsが設定されるまで、現在の速度が維持されるように自車両Mの速度を制御したり、ターゲット位置TPsの側方に自車両Mが移動するように自車両Mを加減速させたりしてよい。
なお、車線変更制御部142は、車線L2に周辺車両が一台も存在しない場合に、自車Mの速度MVや道路形状等に基づいてターゲット位置TPsが設定され、車線L2に周辺車両が一台のみ存在する場合に、その周辺車両の前方や後方の任意の位置に車線変更ターゲット位置TPsを設定する。
<図4:正式な車線変更>
車線変更制御部142は、ターゲット位置TPsに移動するような目標軌道を生成する。この場合、車線変更制御部142は、ウインカー92RF、92RRの点滅が開始された地点から所定距離DAを走行するまで、または図4に示すようにウインカー92RF、92RRの点滅が開始されてから所定時間TAが経過するまで、車線変更のための横移動を行わず、その後、車線L2側への横移動を行うための目標軌道を生成する。所定距離DAは、「第3所定距離」の一例である。所定距離DAは、例えば、約50〜200[m]である。所定時間TAは、「第3所定時間」の一例である。第3所定時間は、第1所定時間または第2所定時間とは異なる時間である。所定時間TAは、例えば、法規に基づいて決定される。一例として、所定時間TAは、約3〜5[秒]程度である。ウインカー92RF、92RRの点滅から所定距離DAまたは所定時間TAが経過するまで車線L1の走行を維持することで、車線変更のための横移動を開始する前に、自車両Mが車線変更すること、および車線変更先を周囲(例えば、周辺車両)に認識させ易くすることができる。
車線変更制御部142は、時刻T3において車線L2への横移動を含む車線変更を開始し、時刻T4に示すような横移動を含む走行を行い、時刻T5において車線L2の中央((ターゲット位置)に自車両Mの基準位置(例えば、重心G)が位置付けられるように自車両Mの走行を制御する。また、時刻T5において、横移動を含む走行制御が完了すると、ウインカー92RF、92RRの点滅を終了させ、車線変更制御を終了する。車線L2への車線変更が終了すると、自車両Mは、車線L2上を走行することになる。
<第2の制御パターン>
図7は、第2の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。図8は、第2の制御パターンの車線変更制御に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。以下では、主に上述した第1の制御パターンと相違する部分を中心に説明する。第2の制御パターンは、上述した第1の制御パターンと比較して、車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たした場合の制御パターンを示すものである。車線変更の開始時とは、例えば、車線変更指示を受け付けてから自車両Mの車線変更先への横移動が行われる前の期間である。また、第2の制御パターンでは、上記開始時のうち、ウインカー点灯が開始される前の期間における制御パターンを示す。
図7および図8において、時刻T1、T12〜T14は、走行中の自車両Mがその地点に到達したときの時刻を表し、各時刻T1、T12〜T14は「T1<T12<T13<T14」の関係が成り立つものとする。
図7および図8に示す時刻T1において、車線変更判定部134により車線変更の実行が可能であると判定されたものとする。車線変更の実行が可能であると判定された場合、HMI制御部180は、車線変更に関する情報を乗員に報知する。例えば、中止判定部136は、車線変更判定部134により車線変更が実行可能と判定され、車線変更制御が実行されている状態で、周辺状況認識部132による認識結果や地図情報等に基づいて、以下に示すような車線変更の中止条件の少なくとも一つを満たすか否かを判定する。そして、中止判定部136は、少なくとも一つを満たす場合に車線変更の中止条件を満たすと判定し、いずれの条件も満たさない場合に中止条件を満たさないと判定する。
中止条件1:車線変更先の車線L2に障害物(例えば、車線変更の妨げとなる他車両)が存在すること
中止条件2:車線変更先の車線が認識されなくなること
中止条件3:走行中の道路の曲率半径が所定値未満となること
中止条件4:自車両の速度が所定速度範囲を超えること
図7および図8の例では、時刻T12において、車線変更先の車線CLまたはRLが認識されなくなったため、中止判定部136は、車線L2が中止条件を満たすと判定されたものとする。第2の制御パターンにおいて、時刻T12では、ウインカー92の点滅が行われておらず、周囲に自車両Mの車線変更先を報知していない。この場合、車線変更制御部142は、車線変更の中止条件を満たしたときから所定時間TBが経過するまでの間、または車線変更の中止条件を満たした地点から所定距離DBを通過するまでの間、横移動を含まない車線変更制御を継続したまま走行車線を維持する走行を継続する。所定時間TBは、「第1所定時間」の一例である。所定時間TBは、例えば、約8〜15[秒]程度である。所定距離DBは、「第1所定距離」の一例である。所定距離DBは、例えば、約100〜300[m]程度である。
また、車線変更制御部142は、所定時間TBの経過後または第2所定距離DBを走行した後も車線変更の中止条件が継続する場合には、車線変更制御の中止を確定させる。HMI制御部180は、車線変更の実行条件が満たさなくなったことを示す画像を生成し、生成した画像をディスプレイ34に表示させる。
図9は、第2の制御パターンにおいて、ディスプレイ34に出力される画像IM2の一例を示す図である。図9に示す画像IM2には、例えば、運転制御情報表示領域A21が含まれる。運転制御情報表示領域A21には、例えば、自車両Mの運転状況に関する情報が表示される。運転状況に関する情報には、例えば、車線変更制御が中止されたことを示す情報等が含まれる。また、運転制御情報表示領域A21には、車線変更制御が中止になった理由が表示されてもよい。図9の例において、運転制御情報表示領域A21には、「車線変更先の区画線が認識できないため、車線変更を中止しました。」という文字情報が表示されている。HMI制御部180は、画像IM2をディスプレイ34に所定時間表示させる。
このように、車線変更の実行が可能になった後に、車線変更制御の横移動前に中止されたことを、より明確に乗員に報知することができる。これにより、乗員に運転状況をより適切に把握させ易くすることができる。
なお、第2の制御パターンにおいて、車線変更制御部142は、上述した車線変更の中止条件を満たした後であって、且つ所定時間TBが経過する前または所定距離DBを走行する前に中止条件が解消された(中心条件を満たさなくなった)場合に、ウインカー92の点滅により車線L2に車線変更を行うことを示す報知をさせた後、車線L2側への横移動を含む車線変更を開始する。これにより、中止条件を満たさなくなった場合に、乗員による再度の車線変更指示を受け付けることなく、円滑に車線変更を行うことができる。
<第3の制御パターン>
図10は、第3の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。図11は、第3の制御パターンの車線変更制御に関連する各種機器または制御の切り替えタイミングについて説明するための図である。以下では、主に上述した第2の制御パターンと相違する部分を中心に説明する。第3の制御パターンは、上述した第2の制御パターンと比較して、車線変更の中止条件を満たす時刻T12よりも前の時刻Tzで、乗員による車線変更指示に基づくウインカー点灯が開始されている点で相違する。したがって、以下では、主に車線変更の開始時のうち、ウインカー点灯が開始された期間における制御パターンを中心として説明するものとする。
図10および図11において、時刻T1、Tz、T12、T23、T24は、走行中の自車両Mがその地点に到達したときの時刻を表し、各時刻T1、Tz、T12、T23、T24は「T1<Tz<T12<T23<T24」の関係が成り立つものとする。
図10および図11に示す時刻T12において、車線変更先の車線CLまたはRLが認識されなくなったため、中止判定部136は、車線L2が中止条件を満たすと判定されたものとする。第3の制御パターンにおいて、時刻T12では、ウインカー92の点滅が行われている。そのため、車線変更制御部142は、車線変更の中止条件を満たしたとき、またはウインカー92の点滅が開始されてから所定時間TCが経過するまでの間、横移動を含まない車線変更制御を継続したまま走行車線を維持する走行を継続する。所定時間TCは、「第2所定時間」の一例である。所定時間TCは、所定時間TBよりも短い時間であり、例えば、約1〜3[秒]程度である。また、車線変更制御部142は、車線変更の中止条件を満たしたとき、またはウインカー92の点灯が開始され地点から所定距離DCを走行するまでの間、横移動を含まない車線変更制御を継続したまま走行車線L1の走行を継続する。所定距離DCは、「第3所定距離」の一例である。所定距離DCは、所定距離DBよりも短い距離であり、例えば、約10〜100[m]程度である。
第2および第3の制御パターンに示すように、ウインカー92が点滅している場合には、ウインカー92が点滅していない場合に比して、中止条件を満たしてからの車線変更制御の継続時間や継続距離を短くすることで、自車両Mの将来の挙動を、より早く確定させて、周囲に報知することができる。これにより、周辺車両を含めた、より適切な車線の交通を実現することができる。
また、第3の制御パターンにおいて、車線変更制御部142は、所定時間TCの経過後の時刻T23または所定距離TCを走行した後も車線変更の中止条件が継続する場合には、車線変更を中止する。なお、車線変更制御部142は、車線変更を中止したタイミング(時刻T23)で、ウインカー92の点灯を終了させる。これにより、車線変更が中止したことを乗員に把握させ易くすることができる。また、HMI制御部180は、車線変更を中止したことを示す画像IM2を生成し、生成した画像IM2をディスプレイ34に表示させる。
また、第3の制御パターンにおいて、HMI制御部180は、時刻T12〜時刻T23の期間において、車線変更が継続中であるが、横移動を含む制御が待機中である場合には、車線変更制御が待機中であることを示す情報を含む画像を生成し、生成した画像をディスプレイ34に表示させてもよい。
図12は、第3の制御パターンにおいて、車線変更の実行が待機中であることを示す画像IM3の一例を示す図である。図12に示す画像IM3には、例えば、運転制御情報表示領域A31が含まれる。運転制御情報表示領域A31には、例えば、中止条件は満たすものの所定時間の間は、車線変更制御が継続されていることを示す情報が表示される。図12の例において、運転制御情報表示領域A31には、「車線変更の実行待機中です。」という文字情報が表示されている。なお、画像IM3は、時刻T12〜時刻T23の期間に代えて、時刻Tz〜時刻T23の期間で表示させてもよい。このように、運転制御の実行状態をより明確に報知することで、乗員に、自車両Mの運転状況を、より適切に把握させ易くすることができる。
なお、第3の制御パターンにおいて、車線変更制御部142は、上述した車線変更の中止条件を満たした後であって、且つ所定時間TCが経過する前または所定距離DCを走行する前に中止条件が解消された場合に、車線L2側への横移動を含む車線変更を開始する。これにより、中止条件を満たさなくなった場合に、乗員による再度の車線変更指示を受け付けることなく、円滑に車線変更を行うことができる。
<第4の制御パターン>
図13は、第4の制御パターンにおける車線変更制御について説明するための図である。図13の例では、上述した車線L1およびL2と同一方向に進行可能な車線L3を含む道路を示している。車線L1は区画線LLおよびCL1で区画され、車線L2は区画線CL1およびCL2で区画され、車線L3は、区画線CL2およびRLで区画されている。また、図3の例において、時刻T1〜T5は、第1の制御パターンと同様の関係が成立するものとする。また、自車両Mは、車線L1を速度VMで走行し、他車両m1は、時刻T3までの時刻において、速度Vm1で車線L3を走行しているものとする。
第4の制御パターンでは、車線変更制御による自車両Mの車線L2への横移動が実行されている状態で中止条件を満たす場面での制御パターンを示すものである。図13の例では、他車両m1が、自車両Mの横移動中に、自車両Mの車線変更先の車線L2に車線変更して接近してきたことにより、自車両Mの車線変更の中止条件を満たすこととなった場合を示している。
この場合、車線変更制御部142は、中止条件を満たした場合の自車両Mの道路上(車線L1およびL2)における位置に基づいて、自車両Mの運転制御を行う。例えば、車線変更制御部142は、横移動中(例えば、時刻T4)において中止条件を満たした場合に自車両Mの基準位置(例えば、重心Gまたは先端部)が、車線L1とL2を区画する区画線CL1を越えて車線L2に存在する場合に、車線L2への車線変更(横移動)を継続する。また、自車両Mの基準位置が、区画線CL1を越えておらず、車線L1上に存在する場合、車線変更制御部142は、車線L1の中央に自車両Mの基準位置を位置付けるような走行制御(元の車線に戻る走行制御)を実行する。これにより、自車両Mの状況に応じて、他車両との接触可能性をより低減させた運転制御を実行することができる。
[変形例]
例えば、車線変更制御部142は、自車両Mの速度VMに基づいて、上述した所定時間TBまたはTCのうち一方または双方を変更してもよい。この場合、車線変更制御部142は、速度が速いほど、所定時間TBまたはTCが長くなるように変更する。
また、車線変更制御部142は、自車両Mの速度VMに代えて(または加えて)、自車両Mが走行する道路種別または道路状況に基づいて、所定時間TBまたはTCのうち一方または双方を変更してもよい。道路種別とは、例えば、高速道路、有料道路、一般道路等の種別である。道路状況とは、例えば、渋滞度合、車線数、道路の曲率半径、勾配度合等である。例えば、車線変更制御部142は、高速道路を走行中の場合には、有料道路および一般道路に比して、所定時間TBまたはTCのうち一方または双方が長くなるように変更する。また、車線変更制御部142は、道路の渋滞度合が大きいほど、所定時間TBまたはTCのうち一方または双方が長くなるように変更する。
また、車線変更制御部142は、自車両Mの速度VM、自車両Mが走行する道路種別、道路状況に代えて(または加えて)、車線変更の中止条件の内容に基づいて、所定時間TBまたはTCのうち一方または双方を変更してもよい。例えば、車線変更制御部142は、上述した中止条件1〜4のそれぞれに対応付けられた所定時間TBおよびTCを設定し、条件を満たす中止条件に設定された所定時間TBまたはTCに基づいて車線変更を継続させる。
また、車線変更制御部142は、上述した自車両Mの速度VM、道路種別、道路状況、または中止条件の内容のうち少なくとも一つに基づいて、所定距離DBまたはDCのうち一方または双方を変更してもよい。この場合、車線変更制御部142は、速度が速いほど、所定距離DBまたはDCが長くなるように変更したり、渋滞度合が大きいほど所定距離DBまたはDCが短くなるように変更する。
また、車線変更制御部142は、上述した自車両Mの速度VM、道路種別、道路状況、または中止条件の内容のうち少なくとも一つに基づいて、所定時間TAまたは所定距離DAを変更してもよい。このように、自車両Mの走行状態や周辺状況、中止条件の内容に基づいて、車線変更を継続させる所定時間や所定距離を変更することで、より適切な運転制御を実現することができる。
[処理フロー]
図14は、実施形態の自動運転制御装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、主に上述した車線変更制御を含む運転制御の処理について説明する。図14の例は、自動運転制御装置100による自動運転が実行中の間、繰り返し実行される。
図14の処理において、周辺状況認識部132は、自車両Mの周辺状況を認識する(ステップS100)。次に、車線変更判定部134は、認識結果に基づいて、車線変更の実行条件を満たすか否かを判定する(ステップS110)。車線変更の実行条件を満たすと判定された場合、HMI制御部180は、車線変更が実行可能であることを乗員に報知する(ステップS120)。次に、中止判定部136は、車線変更の中止条件を満たすか否かを判定する(ステップS130)。中止条件を満たさない判定された場合、車線変更制御部142は、乗員による車線変更指示を受け付けているか否かを判定する(ステップS140)。車線変更指示を受け付けていると判定した場合、車線変更制御部142は、所定時間TAが経過したか否かを判定し、車線変更指示を受けてから所定時間TAが経過したか否かを判定する(ステップS150)。所定時間TAが経過したと判定されていない場合には、TA所定時間が経過するまで待機する。また、所定時間TAが経過したと判定された場合、車線変更制御部142は、目標の車線変更先への車線変更制御を実行する(ステップS160)。ステップS160の車線変更実行処理の詳細については、後述する。
また、ステップS130の処理において、車線変更の中止条件を満たすと判定された場合、車線変更制御部142は、乗員による車線変更指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS170)。車線変更指示を受け付けたと判定された場合、車線変更制御部142は、所定時間TBが経過するまでに中止条件が解消されたか否かを判定する(ステップS180)。所定時間TBが経過するまでに中止条件が解消されたと判定された場合、車線変更制御部142は、ステップS160の処理を行う。また、所定時間TBが経過しても中止条件が解消されていないと判定された場合、車線変更制御部142は、車線変更制御を中止する(ステップS190)。次に、HMI制御部180は、車線変更が中心したことを乗員に報知する(ステップS200)。
また、ステップS170の処理において、車線変更指示を受け付けていない場合、車線変更制御部142は、所定時間TCが経過するまでに中止条件が解消されたか否かを判定する(ステップS210)。車線変更制御部142は、中止条件が解消されたと判定された場合には、ステップS160の処理を行い、中止条件が解消されていないと判定された場合には、ステップS190以降の処理を行う。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。また、ステップS110の処理において、車線変更の実行条件を満たさない場合、または、ステップS140の処理において、車線変更指示を受け付けていない場合、本フローチャートの処理は、終了する。
図15は、ステップS160に示す車線変更実行処理の流れの一例を示すフローチャートである。図15の例において、車線変更制御部142は、自車両Mに対する操舵制御による横移動を開始する(ステップS161)。次に、中止判定部136は、車線変更の中止条件を満たすか否かを判定する(ステップS162)。車線変更の中止条件を満たすと判定された場合、車線変更制御部142は、自車両Mの基準点が、走行車線(例えば、車線L1)と目標とする車線変更先の車線(例えば、車線L2)とを区画する区画線を越えているか否かを判定する(ステップS163)。区画線を越えている場合、またはステップS162の処理において、車線変更の中止条件を満たさないと判定された場合、車線変更制御部142は、車線変更を継続して実行する(ステップS164)。また、ステップS163の処理において、区画線を越えている場合、車線変更制御部142は、元の車線(車線L1)に戻る運転制御を実行する(ステップS165)。次に、HMI制御部180は、車線変更を中止したことを示す情報を乗員に報知する(ステップS166)。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。なお、上述した処理において、所定時間TA、TB、TCのそれぞれに代えて、所定距離DA、DB、DCを用いてもよい。
上述した実施形態によれば、例えば、自動運転制御装置100において、自車両Mの周辺状況を認識する認識部130と、認識部130により認識された周辺状況に基づいて、自車両Mの操舵または操舵のうち一方または双方を制御する運転制御を実行する運転制御部(第1制御部120、第2制御部160)と、自車両Mが車線変更することを車外に報知する車外報知部90と、を備え、運転制御部は、自車両Mが走行する自車走行車線から隣接車線への車線変更を行う運転制御の開始時に自車走行車線から隣接車線への車線変更の中止条件を満たす場合に、車外報知部90により車線変更先を車外に報知しているか否かによって、車線変更の運転制御の中止を確定させるまでの時間または距離を異ならせることにより、より適切な運転制御を実行することができる。
具体的には、実施形態によれば、車線変更等の運転制御の実行において、運転制御の実行条件を満たした後に、中止条件を満たすタイミングによって、車線変更を確定または中止させるタイミングを異ならせることで、自車両Mの走行状態や周囲状況に応じて、より適切な運転制御を実行することができる。また、実施形態によれば、中止条件を満たした場合であっても、所定時間は運転制御の実行状態を継続することで、運転制御の実行指示と中止制御とが繰り返し行われることを抑制することができる。
[ハードウェア構成]
図16は、実施形態の自動運転制御装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置100のコンピュータは、通信コントローラ100−1、CPU100−2、ワーキングメモリとして使用されるRAM100−3、ブートプログラム等を格納するROM100−4、フラッシュメモリやHDD等の記憶装置100−5、ドライブ装置100−6等が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ100−1は、自動運転制御装置100以外の構成要素との通信を行う。ドライブ装置100−6には、光ディスク等の可搬型記憶媒体(例えば、コンピュータ読み込み可能な非一時的記憶媒体)が装着される。記憶装置100−5には、CPU100−2が実行するプログラム100−5aが格納されている。このプログラムは、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(不図示)等によってRAM100−3に展開されて、CPU100−2によって実行される。CPU100−2が参照するプログラム100−5aは、ドライブ装置100−6に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークを介して他の装置からダウンロードされてもよい。これによって、自動運転制御装置100の各構成要素のうち一部または全部が実現される。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の周辺状況を認識し、
認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御し、
車外報知部によって前記自車両の車線変更先を車外に報知し、
前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、
ように構成されている、車両制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
1…車両システム、10…カメラ、12…レーダ装置、14…LIDAR、16…物体認識装置、20…通信装置、30…HMI、32…車線変更開始スイッチ、34…ディスプレイ、40…車両センサ、50…ナビゲーション装置、60…MPU、80…運転操作子、82…ウインカーレバー、100…自動運転制御装置、120…第1制御部、130…認識部、132…周辺状況認識部、134…車線変更判定部、136…中止判定部、140…行動計画生成部、142…車線変更制御部、160…第2制御部、162…取得部、164…速度制御部、166…操舵制御部、180…HMI制御部、190…記憶部、200…走行駆動力出力装置、210…ブレーキ装置、220…ステアリング装置

Claims (11)

  1. 自車両の周辺状況を認識する認識部と、
    前記認識部により認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御する運転制御部と、
    前記自車両の車線変更先を車外に報知する車外報知部と、を備え、
    前記運転制御部は、前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、
    車両制御装置。
  2. 前記運転制御部は、前記車線変更の開始時において、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知していない場合には、前記中止条件を満たしてから第1所定時間の経過後に、前記車線変更を中止し、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知している場合には、前記第1所定時間よりも短い第2所定時間の経過後に、前記車線変更を中止する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記運転制御部は、前記自車両の速度に基づいて、前記第1所定時間または前記第2所定時間の一方または双方を変更する、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記運転制御部は、前記自車両が走行する道路種別または道路状況に基づいて前記第1所定時間または前記第2所定時間のうち一方または双方を変更する、
    請求項2または3に記載の車両制御装置。
  5. 前記運転制御部は、前記車線変更を中止させる中止条件の内容に基づいて、前記第1所定時間または前記第2所定時間のうち一方または双方を変更する、
    請求項2から4のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  6. 前記自車両の車線変更が実行可能である場合、または前記自車両の車線変更を中止した場合に、前記自車両の乗員に報知を行う車内報知部を更に備える、
    請求項1から5のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  7. 前記運転制御部は、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知してから前記第1所定時間または前記第2所定時間と異なる第3所定時間後、或いは第3所定距離を走行後に、前記隣接車線側への横移動を含む車線変更を実行する、
    請求項2から5のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  8. 前記運転制御部は、前記隣接車線側への横移動を含む車線変更を実行している状態で、前記中止条件を満たす場合に、前記自車走行車線および前記隣接車線に対する前記自車両の基準位置に基づいて前記車線変更の可否を判定し、前記自車両の基準位置が、前記自車走行車線と前記隣接車線とを区画する区画線を越えて前記隣接車線側にある場合に、前記隣接車線への車線変更を継続する、
    請求項1から7のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  9. 前記運転制御部は、
    前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知する前に前記中止条件を満たしてから前記第1所定時間が経過する前に前記中止条件を満たさなくなった場合、または、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知した後に前記中止条件を満たしてから前記第2所定時間が経過する前に前記中止条件を満たさなくなった場合に、前記隣接車線側への前記自車両の横移動を開始する、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  10. 車載コンピュータが、
    自車両の周辺状況を認識し、
    認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御し、
    車外報知部によって前記自車両の車線変更先を車外に報知し、
    前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、
    車両制御方法。
  11. 車載コンピュータに、
    自車両の周辺状況を認識させ、
    認識された周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御させ、
    車外報知部によって前記自車両の車線変更先を車外に報知させ、
    前記自車両が走行する自車走行車線から前記自車走行車線に隣接する隣接車線への車線変更の開始時に車線変更の中止条件を満たす場合に、前記車外報知部によって前記車線変更先を車外に報知しているか否かによって、前記車線変更を中止させるまでの時間または距離を異ならせる、
    プログラム。
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