JP6246336B2 - 運転支援装置および運転支援方法 - Google Patents
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Description
また、運転者が望まない運転操作も学習されるため、運転者にとって違和感のある運転制御が行われる場合もある。
また、特許文献2に記載の運転支援システムは、コーナーなどの対象エリアに自車両が進入した際に複数の種別の各々に対応する特徴点を記録して、記録した特徴点に基づいて特徴点のばらつきの程度を種別ごとに示すばらつきマップを生成する。そして、ばらつきマップにおけるばらつきの程度の平均値を有する特徴点を再現するように運転支援が実施される。
実施の形態1.
図1は、この発明に係る運転支援システムの構成を示すブロック図である。図2は、実施の形態1に係る運転支援装置として機能するECUの構成を示すブロック図である。
図1において、運転支援システム1は、車両に搭載されて、自動運転モードと運転者による手動運転モードとを切り替えることにより、車両の運転を支援するシステムである。
その構成として、周辺監視センサ2、車速センサ3、ジャイロセンサ4、GPS(Global Positioning System)受信機5、方向指示器6、速度設定スイッチ7、自動運転スイッチ8、カーナビゲーションシステム9、地図情報データベース(DB)10、アクセルアクチュエータ11、アクセルポジションセンサ12、ブレーキアクチュエータ13、ブレーキポジションセンサ14、ステアリングアクチュエータ15、ステアリングセンサ16、通信装置17、表示装置18、警報装置19およびECU(Electronic Control Unit)20を備える。
なお、図1には、説明の便宜上、この実施の形態に直接関係がある構成要素のみを記載しており、その他の構成要素については図示を省略している。
速度設定スイッチ7は、車両の速度設定に利用されるスイッチである。例えば、自動運転モードまたはACC(Adaptive Crueise Controll)モードのように、前方車両を検知しながら速度設定スイッチ7で設定された速度を保って車両を走行させる機能を持った車両に用いられる。なお、速度設定スイッチ7で設定された速度はECU20へ送信される。
自動運転スイッチ8は、自車両を自動運転モードするか、または手動運転モードにするかの設定を受け付ける。自車両の運転が自動運転モードであるか手動運転モードであるかをECU20へ送信する。
ブレーキアクチュエータ13は、ブレーキのポジションまたはECU20からの信号に応じて車両の減速を行う。ブレーキポジションセンサ14は、ブレーキペダルの操作量(ブレーキペダルの踏下量)を検出するセンサである。ステアリングアクチュエータ15は、ハンドルの操舵量および操舵方向に応じて車両の進行方向を操作する。ステアリングセンサ16は、ハンドルの操舵量および操舵方向を検出するセンサであり、検出した操舵量および操舵方向を示す信号をECU20へ送信する。
また通信装置17には、他車両との間で行う車車間通信や携帯電話などを介した通信を行う通信装置も含まれる。
また、ECU20は、実施の形態1に係る運転支援装置の機能構成として、図2に示すように、情報取得部21、判定部22、記憶部23、補正部24および車両制御部25を備える。
例えば、車両の現在位置において、自動運転モードに設定された車両速度が、手動運転モードにおける車両速度(特徴量)より予め定めた閾値以上のずれがある場合、この運転操作を補正対象とし、手動運転モードにおける車両速度を自動運転モードの補正量と判定する。
補正部24は、記憶部23から読み出した補正対象の運転操作およびその補正量を用いて、自動運転モードにおける位置情報に対応した運転操作を補正する補正部である。
例えば、車両の現在位置に対応する補正対象が車速である場合は、記憶部23から読み出された車速の補正量で自動運転モードに設定された車速が補正される。
また、車両の周辺状況を認識して障害物に衝突しないように車両速度を設定するACC機能の運転モードを自動運転モードとしてもよい。
さらに、自動運転モードは、自車位置に対応する地図情報、路車間情報および車車間情報などを取得してルート設定を行うことにより、車両の速度、ハンドルの操舵量および操舵方向を全て制御する自動運転機能の運転モードであってもよい。
以降では、運転支援システム1の自動運転モードが上述した自動運転機能の運転モードであるものとして説明を行う。なお、自動運転モードは、ユーザが自動運転スイッチ8を操作することで設定される。また運転者が手動運転モードに切り替える場合は、自動運転スイッチ8を操作して行ってもよいし、ブレーキポジションまたはアクセルポジションの変化に応じて自動的に手動運転モードに切り替わるようにしてもよい。
運転者が、カーナビゲーションシステム9に目的地を入力する。これにより、カーナビゲーションシステム9は、地図DB10に記憶された地図データに基づいて、入力された目的地までのルートを設定する(ステップST101)。
ルート設定が完了すると、カーナビゲーションシステム9は、地図DB10からルートに対応する道路データを読み出して、ルートにおける道路の制限速度情報、交差点情報、カーブ情報、および通信装置17によって取得可能な路車間情報や天候情報などを基に、ルート上における速度マップを生成する(ステップST102)。なお、速度マップは、ルート上の速度変更ポイントが記載された情報である。自動運転モードにおいては、各速度変更ポイントに設定された速度になるように車両の速度が制御される。
この後、運転者が自動運転スイッチ8を押下することにより、車両の運転モードが自動運転モードに切り替えられ、自動運転が開始する(ステップST103)。
情報取得部21は、自動運転スイッチ8の操作信号などに基づいて、車両100が自動運転モードから手動運転モードへ変更された(切り替わった)かどうかを確認する(ステップST201)。手動運転モードへ変更されなければ(ステップST201;NO)、ステップST201の処理に戻り、上記判定処理を繰り返す。
例えば、手動運転区間全体を1つの規定区間として特徴量を継続して取得してもよい。また手動運転区間を複数の規定区間に分割し、規定区間ごとに特徴量を取得してもよい。
例えば、車両100の速度が最高または最低となる時点、車両100に生じる減速度または加速度が最大となる時点、ハンドルが切られた時点ごとに規定区間を設定する。
また時分割で規定区間を設定してもよい。さらに地図上のルートに設定した距離ごとに規定区間を定義し各規定区間内で特徴量を取得してもよい。速度マップがある場合には、ルート上の速度変更ポイントごとに規定区間を設けてもよい。
一方、規定区間が終了した場合(ステップST203;YES)、情報取得部21は、区間特徴量を算出する(ステップST204)。区間特徴量とは、規定区間で取得された複数の特徴量を規定区間ごとにまとめた特徴量である。例えば、規定区間内で取得された複数の特徴量を移動平均した値を区間特徴量とする。
このように特徴量を全て保存し続けるのではなく、規定区間内の特徴量に移動平均などを施して区間特徴量としてまとめて保存する。これによりメモリ使用量を低減することが可能である。
例えば、区間特徴量と自動運転モードに設定された上記区間における運転操作の特徴量とを比較して、これらの差分が予め定めた閾値を超える場合、この区間における自動運転モードの設定は、運転者の要望に合致していないと判断し、この区間特徴量を補正量として保存する。
例えば、図6は運転操作の特徴情報の例を示す図である。図6において、運転情報は、各運転操作を規定する情報であり、加速操作、減速操作、ステアリング操作などがある。運転情報で規定される各運転操作は、対応する操作の特徴量により特定される。例えば、加速操作は、この操作により得られた車両100の加速度が特徴量であり、ステアリング操作は、この操作により得られた操舵量および操舵方向が特徴量となる。
地点情報および周辺情報については、図6に示すように想定される内容を予め設定しておき、車両100の現在位置に合致する内容に数値“1”を付与する。図6の例は、図5に示した手動運転区間を車両100が走行している場合を示しており、地点情報の“直線道路”に“1”が付与されている。
また、地点情報の“直線道路”に“1”が付与され、走行路が直線道路であるにも関わらず大きなハンドル操作が行われた場合についても、車両100で障害物を避けるような異常な事象が発生したものと判断し、このときに得られた運転操作の特徴量を補正量として保存しない。このようにすることで、一過性の事象に対して運転者が行った運転操作の特徴量を補正量として保存しないことで、メモリ使用量をさらに削減することができる。
また、特徴量を補正量として記憶する必要があると判定した場合(ステップST205;YES)、判定部22は、手動運転への切り替え回数を+1加算して記憶部23に保存する(ステップST206)。手動運転への切り替え回数とは、同一の走行ルートにおいて手動運転に切り替えられた回数であり、このルートにおける自動運転に補正が必要であった回数に相当する。
このとき、車両100の進行方向ごとに補正量を記憶してもよい。すなわち、判定部22が、情報取得部21により取得された運転者による運転操作の特徴量に基づいて、車両100の進行方向ごとに、自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を判定する。そして、記憶部23が、自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を対応する位置情報および車両100の進行方向に紐付けて記憶してもよい。例えば、行き道と帰り道で別々の補正量を保存する。
このようにすることで、実際の走行状況に応じた補正量が得られ、運転者の要望に応じた自動運転を行うことが可能となる。
そこで、同一の走行ルートにおける走行回数Nとそのとき自動運転から手動運転へ切り替えた切り替え回数ANを用いて、下記式(1)から自動運転不満度Nsを算出する。
そして、重みwの初期量が0.5である場合、下記式(2)から自動運転不満度Nsを用いてさらに重み付けを行う。
自動運転不満度Ns=切り替え回数AN/走行回数N ・・・(1)
w=0.5×自動運転不満度Ns ・・・(2)
また、ある走行ルートを初めて自動運転で通った際に手動運転への切り替えが発生した場合には、走行回数N=1、切り替え回数AN=1であるので、自動運転不満度Nsは1となる。従って、重みwは0.5となる。
さらに、10回の自動運転で手動運転への切り替えが5回発生した場合は、走行回数N=10、切り替え回数AN=5であるので、自動運転不満度Nsは、5/10=0.5となり、重みwは0.25となる。このように自動運転への不満を数値化して補正量に反映することにより、運転者の意図にあった補正を行うことができる。
図7は、実施の形態1における自動運転モードの運転操作に対する補正処理のフローチャートである。まず、カーナビゲーションシステム9は、目的地が入力されると、図3と同様に、地図DB10に記憶された地図データに基づいて目的地までのルートを設定する(ステップST301)。ルート設定が完了すると、カーナビゲーションシステム9は、地図DB10からルートに対応する道路データを読み出して、ルートにおける道路の制限速度情報、交差点情報、カーブ情報、および通信装置17によって取得可能な路車間情報や天候情報などを基にルート上における速度マップを生成する(ステップST302)。
手動運転への切り替え回数ANが予め定められた閾値以下の場合(ステップST304;NO)、ステップST307の処理に移行する。
次に、補正部24は、速度マップで今回補正を行った箇所に設定されている車両速度とその先の箇所に設定されている車両速度とに基づいて、両箇所間の加速度または減速度を算出する(ステップST306)。
続いて、補正部24は、算出した加速度が加速に関する運転者の許容値(閾値)を超えているか否か、および、算出した減速度が減速に関する運転者の許容値(閾値)を超えているか否かをそれぞれ判定する(ステップST307)。
一方、算出した加速度が上記閾値を超えている場合(ステップST307;YES)、補正部24は、加速度が上記閾値以下となるように、今回補正を行った箇所の先の箇所に設定されている車両速度に対する補正量を修正する(ステップST308)。
先の箇所の設定速度に無理に到達する必要はないため、運転者にとって違和感のない範囲で加速されるように補正量を修正する。
すなわち、補正部24が、先の箇所の補正後の車両速度へ変移する時間当たりの変移量が予め定めた値以下になるように、先の箇所における補正量を修正して補正後の車両速度を小さくする。
そこで、補正部24は、運転者にとって違和感のない範囲で減速されるように補正量を修正する。すなわち、補正部24が、先の箇所の補正後の車両速度へ変移する時間当たりの変移量が予め定めた値以下になるように、先の箇所における補正量を修正して補正後の車両速度を大きくする。
速度マップのルート上の全ての箇所で上記補正が完了すると、車両制御部25は、この速度マップに基づいて車両100の自動運転を開始する(ステップST309)。
このようにすることで、同一のルートを次回に走行する場合に、運転者の嗜好に合った速度設定を行うことができる。
記憶部23に保存した補正量は、運転者が内容の確認や削除を適宜行えるようにしてもよい。例えば、入力装置で補正内容の確認または削除の要求を受け付ける。ECU20の情報取得部21は、入力装置によって受け付けられた要求に対応する補正量を記憶部23から読み出して表示装置18に表示する、もしくは、記憶部23から削除する。
車両100の自動運転でカーブを走行する場合には、一般的に、地図データと車両位置とのマッチングを行い、周辺監視センサ2の検出データまたは通信装置17の路車間通信でカーブを認識することにより、カーブにおける車両100の速度およびステアリング量を最適化している。
例えば、運転者が車両100でカーブに進入する際に手動運転を行う場合、カーブ進入前は手動運転への切り替えと減速、カーブ走行中は操舵量、カーブ離脱時は加速もしくは自動運転への切り替えが運転操作の特徴として現れる。これらの特徴に基づいて区間特徴量を算出し、区間特徴量から補正量を求めて自動運転に反映させる。
例えば、交差点では信号情報によって運転操作の特徴が異なる。運転者が車両100で交差点に進入する際に手動運転を行う場合、青信号であればカーブと同様に、交差点進入前は手動運転への切り替えと減速、交差点内の走行中は操舵量、交差点離脱時は加速もしくは自動運転への切り替えが運転操作の特徴として現れる。
しかし、黄信号への切り替わりの際に加速を行った場合、自動運転では青信号を前提としているので、このときに得られた運転操作の特徴量は補正量として保存しない。
このように自動運転モードから手動運転モードへ切り替えられたことをトリガとして、車両100の位置情報および運転者の運転操作の特徴量を取得するので、メモリ使用量と処理負荷を軽減することができる。また、運転者による運転操作の特徴量に基づいて自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を判定するので、自動運転における運転操作を運転者の要望に合わせて補正することができる。
図9は、この発明の実施の形態2に係る運転支援システムにおけるサーバを示す図である。図9に示すように、この実施の形態2に係る運転支援システムは、車両100に搭載された運転支援装置に加えて、データセンタ30における通信装置301、サーバ302およびデータベース303を備える。通信装置301は、運転支援装置との間で通信する通信部である。例えば、携帯電話などを介して運転支援装置と通信接続する。
サーバ302は、実施の形態1で示した記憶部23として機能するデータベース(DB)303を備え、さらに実施の形態1で示した判定部22および補正部24を備える。
また、車両100に搭載された運転支援装置は、実施の形態1で示した情報取得部21および車両制御部25を備える。なお、DB303に地図データなども登録することで、サーバ302がルート探索や速度マップの生成を行ってもよい。
図10は、実施の形態2における手動運転モードの特徴量を取得する処理のフローチャートである。図10の処理は、車両100に搭載された運転支援装置が実施する。
まず、情報取得部21は、実施の形態1と同様に、自動運転スイッチ8の操作信号などに基づいて、車両100が自動運転モードから手動運転モードへ変更されたか否かを確認する(ステップST401)。手動運転モードへ変更されなければ(ステップST401;NO)、ステップST401の処理に戻り、上記判定処理を繰り返す。
サーバ302は、通信装置301を介して車両側から特徴量を受信したか否かを判定する(ステップST501)。車両側から特徴量を受信しなければ(ステップST501;NO)、ステップST501の処理に戻り、上記判定処理を繰り返す。
なお、実施の形態1では、情報取得部21に取得された運転操作の特徴量のうち、判定部22に判定された特徴量のみを補正量として保存する場合を示したが、DB303は、運転支援装置に比べて記憶容量に余裕がある。そこで、補正時の反映率に相当する重みを各特徴量に付与して補正量としてDB303に保存してもよい。
まず、サーバ302の補正部24が、通信装置301を介して運転支援装置からルートと速度マップの問い合わせがあったか否かを確認する(ステップST601)。
問い合わせがなければ(ステップST601;NO)、ステップST601に戻って、上記判定処理を繰り返す。
車両制御部25は、サーバ302側から受信した速度マップに基づいて、車両100の自動運転を開始する。
このように構成しても、実施の形態1と同様に、メモリ使用量および処理負荷を軽減しつつ、運転者に合わせて自動運転を補正することができる。
Claims (7)
- 自動運転モードと運転者による手動運転モードとを切り替えて車両を運転支援する運転支援装置であって、
前記車両の運転が前記自動運転モードから前記手動運転モードへ切り替えられたことをトリガとして、前記車両の位置情報および前記運転者による運転操作の特徴量を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記運転者による運転操作の特徴量のうちから、前記自動運転モードに設定された運転操作の特徴量と前記運転者による運転操作の特徴量との差に応じて前記自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を判定する判定部と、
前記判定部により判定された前記補正対象の運転操作およびその補正量を対応する位置情報に紐付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した前記補正対象の運転操作およびその補正量を用いて前記自動運転モードにおける運転操作を補正する補正部と、
前記補正部により補正された運転操作を含む前記自動運転モードで前記車両を制御する車両制御部とを備え、
前記補正部は、同一ルートの走行回数に対する自動運転モードから手動運転モードへの切り替え回数を自動運転モードに対する不満度として算出し、前記補正量を前記不満度で重み付けすること
を特徴とする運転支援装置。 - 前記情報取得部は、車両の進行方向をさらに取得し、
前記判定部は、前記情報取得部により取得された前記運転者による運転操作の特徴量に基づいて、前記車両の進行方向ごとに、前記自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を判定し、
前記記憶部は、前記判定部により判定された前記補正対象の運転操作およびその補正量を、対応する位置情報および前記車両の進行方向に紐付けて記憶し、
前記補正部は、前記記憶部から読み出した前記補正対象の運転操作およびその補正量を用いて、前記自動運転モードにおける前記位置情報および前記車両の進行方向に対応した運転操作を補正することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 - 前記情報取得部は、車両の周辺状況をさらに取得し、
前記判定部は、前記車両の周辺状況に基づいて前記運転者による運転操作の特徴量から前記補正対象の運転操作の補正量とする特徴量を判定することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 - 前記補正部は、補正後の車両状態へ変移する時間当たりの変移量が予め定めた値以下となるように補正することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
- 前記判定部、前記記憶部および前記補正部は、前記運転支援装置との間で通信が可能なサーバに設けられ、
前記情報取得部は、取得した前記車両の位置情報および前記運転者による運転操作の特徴量を前記サーバに送信し、
前記車両制御部は、前記サーバから受信した、前記補正部により補正された運転操作で前記車両を制御することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 - 自動運転モードと運転者による手動運転モードとを切り替えて車両を運転支援する運転支援方法であって、
情報取得部が、前記車両の運転が前記自動運転モードから前記手動運転モードへ切り替えられたことをトリガとして、前記車両の位置情報および前記運転者による運転操作の特徴量を取得するステップと、
判定部が、前記情報取得部により取得された前記運転者の運転操作の特徴量のうちから、前記自動運転モードに設定された運転操作の特徴量と前記運転者による運転操作の特徴量との差に応じて前記自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を判定するステップと、
記憶部が、前記自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を対応する位置情報に紐付けて記憶するステップと、
補正部が、前記記憶部から読み出した前記補正対象の運転操作およびその補正量を用いて、前記自動運転モードにおける運転操作を補正するステップと、
車両制御部が、前記補正部により補正された運転操作を含む前記自動運転モードで前記車両を制御するステップとを備え、
前記補正部は、同一ルートの走行回数に対する自動運転モードから手動運転モードへの切り替え回数を自動運転モードに対する不満度として算出し、前記補正量を前記不満度で重み付けすること
を特徴とする運転支援方法。 - 自動運転モードと運転者による手動運転モードとを切り替えて車両を運転支援する運転支援方法であって、
運転支援装置の情報取得部が、前記車両の運転が前記自動運転モードから前記手動運転モードへ切り替えられたことをトリガとして、前記車両の位置情報および前記運転者による運転操作の特徴量を取得してサーバに送信するステップと、
前記サーバの判定部が、前記情報取得部により取得された前記運転者の運転操作の特徴量のうちから、前記自動運転モードに設定された運転操作の特徴量と前記運転者による運転操作の特徴量との差に応じて前記自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を判定するステップと、
前記サーバの記憶部が、前記自動運転モードにおける補正対象の運転操作およびその補正量を対応する位置情報に紐付けて記憶するステップと、
前記サーバの補正部が、前記記憶部から読み出した前記補正対象の運転操作およびその補正量を用いて、前記自動運転モードにおける運転操作を補正するステップと、
前記運転支援装置の車両制御部が、前記補正部により補正された運転操作を含む前記自動運転モードで前記車両を制御するステップとを備え、
前記補正部は、同一ルートの走行回数に対する自動運転モードから手動運転モードへの切り替え回数を自動運転モードに対する不満度として算出し、前記補正量を前記不満度で重み付けすること
を特徴とする運転支援方法。
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