JP6859239B2 - 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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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(特許文献1、2参照)。
特開2016−143137号公報 特許第5865981号公報
しかしながら、従来の技術では、対面通行における他車両とのすれ違い時の制御について、十分に考慮されていなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、対面通行をより滑らかに行う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。
(1):自車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識する認識部と、前記認識部により認識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定するすれ違い車両判定部と、 前記すれ違い車両判定部により存在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定する退避要否判定部とを備える車両制御装置である。
(2):(1)であって、前記退避要否判定部により、前記特定他車両の周辺に退避スペースがなく、前記自車両の周辺に退避スペースがあると判定された場合に、前記自車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記自車両を走行させ、前記自車両を退避スペースに退避させる退避運転制御部を、更に備えるものである。
(3):(2)であって、前記退避要否判定部は、前記特定他車両が退避スペースに退避するためには前記特定他車両が後退する必要があるか否かを判定し、前記退避運転制御部は、前記退避要否判定部により前記特定他車両が前記退避スペースに退避するためには後退が必要であると判定された場合に、前記自車両を前記退避スペースに退避させるものである。
(4):(2)または(3)であって、前記退避運転制御部は、前記特定他車両の進行方向に対する勾配が上り勾配である場合に、前記自車両を退避スペースに退避させるものである。
(5):(2)から(4)であって、前記退避運転制御部は、前記特定他車両が前記道路の狭いエリアに先に到達する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させるものである。
(6):(2)から(5)であって、前記退避運転制御部は、前記特定他車両の後方に別の他車両が存在する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させるものである。
(7):(2)から(6)であって、前記退避運転制御部は、前記特定他車両の他に対向者が存在する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させるものである。
(8):(2)から(7)であって、前記退避運転制御部は、前記自車両の後方に他車両が存在する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させないものである。
(9):(8)であって、前記退避運転制御部は、前記自車両の後方に他車両が存在する場合に、退避スペースが1車両分のスペースしか存在しない場合に、前記自車両を退避スペースに退避させないものである。
(10):(2)から(9)であって、前記退避運転制御部は、前記特定他車両の周辺に退避スペースがあり、前記自車両の周辺に退避スペースがないと判定された場合に、前記特定他車両が退避スペースに移動できるように、前記自車両を前記退避スペースの手前で停止させるものである。
(11):認識部が、自車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識し、すれ違い車両判定部が、前記認識部により認識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定し、退避要否判定部が、前記すれ違い車両判定部により存在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定する車両制御方法である。
(12):自車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識する認識部を備える前記自車両に搭載されるコンピュータに、前記認識部により認識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定させ、前記存在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定させるプログラムである。
(1)〜(12)によれば、対面通行をより滑らかに行うことができる。
実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム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。 退避スペースに退避する場面(1)について説明するための図である。 自車両Mが退避スペースAR1で退避している様子の一例を示す図である。 退避煩雑度導出マップ172に含まれる情報の一例を示す図である。 導出された各要素のスコアの一例を示す図である。 退避スペースに退避する場面(2)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(3)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(4)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(5)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(6)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(7)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(8)について説明するための図である。 退避スペースに退避する場面(9)について説明するための図である。 自動運転制御装置100により実行される処理の流れ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。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム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などの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機を備える場合、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、ファインダ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、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。
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(以下、自車両Mと称する)の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。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の周辺にミリ波など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の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。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。
ファインダ14は、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ14は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ14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。ファインダ14は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14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、速度などを認識する。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、必要に応じて、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14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。
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)などを利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して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提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
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、鉛直軸回りの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。
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、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置に第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。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、キーなどを含む。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、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報などを含んでもよい。経路決定部53により決定された地図上経路は、MPU60に出力される。また、ナビゲーション装置50は、経路決定部53により決定された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。なお、ナビゲーション装置50は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。また、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返信された地図上経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61として機能し、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第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、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、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、電話番号情報などが含まれてよい。第2地図情報62は、通信装置20を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
運転操作子80は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、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される。
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、記憶部170とを備える。第1制御部120と第2制御部160は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)など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)などのハードウェア(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。記憶部170には、後述する退避煩雑度導出マップ172が記憶されている。
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、道路標示などがある)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る。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部130は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して入力される情報に基づいて、自車両Mの周辺にある物体の位置、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の代表点(重心や駆動軸中心など)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。物体の「状態」とは、物体両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、認識部130は、カメラ10の撮像画像に基づいて、自車両Mがこれから通過するカーブの形状を認識する。認識部130は、カーブの形状をカメラ10の撮像画像から実平面に変換し、例えば、二次元の点列情報、或いはこれと同等なモデルを用いて表現した情報を、カーブの形状を示す情報として行動計画生成部140に出力する。
また、認識部130は、例えば、自車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。例えば、認識部130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、走行車線を認識する。なお、認識部130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、ガードレールなどを含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行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、認識部130は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
認識部130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。認識部130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。また、これに代えて、認識部130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の基準点の位置などを、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。
また、認識部130は、上記の認識処理において、認識精度を導出し、認識精度情報として行動計画生成部140に出力してもよい。例えば、認識部130は、一定期間において、道路区画線を認識できた頻度に基づいて、認識精度情報を生成する。認識部130のすれ違い車両判定部132および退避スペース判定部134の機能については後述する。
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、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定し、決定したイベントに従って自車両Mを走行させる。
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。
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、運転操作子80に含まれる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。
[すれ違い車両判定部]
すれ違い車両判定部132は、認識部130により認識された他車両の中で、自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両を認識する。
[退避スペース判定部]
退避スペース判定部134は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して入力される情報に基づいて、自車両Mの周辺の道路環境を認識する。道路環境とは、道路の道幅や、道路に存在する障害物、道路に沿って存在する建物、道路に沿ってまたは道路に存在する車両が退避できる領域(退避スペース)等である。なお、退避スペースは、車両の全体を包含可能なスペースに限らず、車両の一部が進入可能なスペースであってもよい。車両の一部が進入可能なスペースとは、車両の一部がそのスペースに進入することにより特定他車両が対象の道路を通行することを可能にするスペースである。
[退避要否判定部]
退避要否判定部142は、すれ違い車両判定部132により存在すると判定された特定他車両について、道路環境に基づいて、自車両Mまたは特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定する。例えば、退避要否判定部142は、道路において自車両Mと他車両とが対面通行することができるか否かを判定する。例えば、退避要否判定部142は、対面通行するのに道路の道幅が十分でない場合や、道路の道幅が十分であっても対面通行するのに障害となる障害物が存在する場合、対面通行ができないと判定する。
[退避運転制御部]
退避運転制御部144は、例えば、退避要否判定部142により、特定他車両の周辺に退避スペースがなく、自車両Mの周辺に退避スペースがあると判定された場合に、自車両Mの操舵または加減速のうち一方または双方を制御して自車両Mを走行させ、自車両Mを退避スペースに退避させる。
「特定他車両の周辺に退避スペースがなく、自車両Mの周辺に退避スペースがある」とは、例えば、特定他車両の位置から数メートル以内に退避スペースがないことや、特定他車両の位置から所定の退避スペースまでの距離よりも自車両Mの位置から所定の退避スペースまでの距離の方が近いことである。また、「特定他車両の周辺に退避スペースがなく、自車両Mの周辺に退避スペースがある」とは、特定他車両の位置から数メートル以内に退避スペースがあっても、特定他車両が道路において走行している位置(例えば道路の左側)とは幅方向において反対側(例えば道路の右側であって、道路おいて自車両Mが走行している側)に退避スペースがあることであってもよい。また、退避運転制御部144は、場面に応じて自車両Mを退避スペースに退避させたり、退避させなかったりする。
以下、自車両Mが、退避スペースへの移動が必要か判断した後に、自車両Mまたは特定他車両が退避スペースに退避する場面(1)〜(8)について説明する。また、以下、必要に応じてXYZ座標を用いて説明する。例えば、X方向は、自車両Mの中心軸方向であり、Y方向は、自車両Mの幅方向であり、Z方向は自車両Mの上下方向である。
[場面(1)]
図3は、退避スペースに退避する場面(1)について説明するための図である。場面(1)では、方向D1を基準とした場合に、退避スペースAR1は道路の左側に隣接して存在するものとする。また、場面(1)では、自車両Mが退避スペースAR1の手前側(図3の下側)からD1方向、特定他車両mが退避スペースAR1の手前側(図3の上側)からD2方向に、それぞれ進行して通行(対面通行)しようとしている。また、自車両Mは道路の左側付近を走行し、特定他車両mは道路の右側付近を走行している。ここで自車両Mおよび特定他車両mが走行している道路は、道幅が狭く、自車両Mまたは特定他車両mが退避スペースAR1に退避しないと、対面通行できないものとする。退避運転制御部144は、図3の例では、特定他車両mの周辺に退避スペースがなく、自車両Mの周辺に退避スペースがあると判定し、自車両Mを退避スペースに退避させる。
また、退避運転制御部144は、以下のように判定してもよい。例えば、退避運転制御部144は、自車両Mが退避スペースAR1に退避するための軌道OR1を生成する。また、退避運転制御部144は、特定他車両mが退避スペースに退避する場合に生成される軌道OR2を推定する。退避運転制御部144は、生成した軌道OR1に基づいて自車両Mに対するスコア(退避煩雑度合)と、推定した軌道OR2に基づいて特定他車両mに対するスコア(退避煩雑度合)とを導出する。スコアは、車両を退避スペースに退避するように制御する際の挙動(行動)の煩雑度合である。スコアの導出の詳細については後述する。そして、退避運転制御部144は、自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低い場合、自車両Mを退避スペースAR1に退避させる。
例えば、図3では、自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低い。自車両Mの軌道OR1と特定他車両mの軌道OR2とを比較した場合、退避スペースAR1まで移動する距離、および操舵量が、特定他車両mの軌道OR2よりも自車両Mの軌道OR1の方が小さいからである。この場合、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1に退避させる。そして、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1に退避させた状態において、特定他車両mが自車両Mを通過するまで待機し、特定他車両mが通過した後、自車両Mを退避スペースAR1から道路に復帰させ、D1方向に走行させる。図4は、自車両Mが退避スペースAR1で退避している様子の一例を示す図である。
上述したように、特定他車両mの周辺に退避スペースがなく、自車両Mの周辺に退避スペースがある場合に、自車両Mを退避スペースに退避させることにより、対面通行をより滑らかに行うことができる。
[スコアの導出処理]
退避運転制御部144は、退避煩雑度導出マップ172を参照して、スコアを導出する。退避煩雑度導出マップ172は、所定の要素の大きさ等の指標に対して、スコアが対応付けられた情報である。所定の要素とは、車両が退避スペースに退避する際に、煩雑度合に関連する要素である。具体的に所定の要素とは、例えば、退避スペースと車両との距離や、退避スペースに退避する際の操舵量、操舵の切り返し(操舵が反対方向に切り返される)回数、道路の勾配、バックの有無、後続車両の数、車両の周辺の物体(人や動物、自転車等)、退避スペースの大きさ等のうち、一部または全部である。
図5は、退避煩雑度導出マップ172に含まれる情報の一例を示す図である。図中、退避煩雑度導出マップ172−1は、車両から退避スペースまでの距離に対してスコアが対応付けられた情報である。退避煩雑度導出マップ172−1では、上記の距離が長いほど、スコアは大きくなるように設定されている。
図中、退避煩雑度導出マップ172−2は、車両が退避スペースに退避する際の操舵量に対してスコアが対応付けられた情報である。退避煩雑度導出マップ172−2では、上記の操舵量が大きいほど、スコアは大きくなるように設定されている。
図中、退避煩雑度導出マップ172−Nは、退避スペースの大きさに対してスコアが対応付けられた情報である。退避煩雑度導出マップ172−Nでは、上記の退避スペースの大きさが大きいほど、スコアは小さくなるように設定されている。
また、操舵の切り返し回数が多くなるほど、スコアが大きくなるように設定された退避煩雑度導出マップが、退避煩雑度導出マップ172に含まれている。また、道路の勾配が上り勾配であるほど、スコアが大きくなるように設定された退避煩雑度導出マップが、退避煩雑度導出マップ172に含まれている。また、バックする距離が長くなるほど、スコアが大きくなるように設定された退避煩雑度導出マップが、退避煩雑度導出マップ172に含まれている。また、後続車両の数、または車両の周辺の物体(人や動物、自転車)等の数が多くなるほど、スコアが大きくなるように設定された退避煩雑度導出マップが、退避煩雑度導出マップ172に含まれている。
退避運転制御部144は、導出した各要素のスコアを合計し、合計したスコアに基づいて自車両Mを退避スペースに退避させるか否かを決定する。なお、退避運転制御部144は、各要素のスコアを乗算などして統計的な処理を行ってもよい。また、退避運転制御部144は、各要素のスコアのうち、最大値から上位N(任意の自然数)のスコアを用いて統計的な処理を行ってもよい。また、退避運転制御部144は、各要素のうち、任意の要素そのものの指標を比較して、自車両Mを退避スペースに退避させるか否かを決定してもよい。
図6は、導出された各要素のスコアの一例を示す図である。退避運転制御部144は、自車両Mおよび特定他車両mについて、各要素のスコアの合計を導出する。そして、退避運転制御部144は、自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低い場合、自車両Mを退避スペースに退避させ、自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも高い場合、特定他車両mが退避スペースに退避するまで待機する。
なお、自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも高い場合であっても、所定の条件を満たす場合、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースに退避させてもよい。所定の条件とは、例えば、特定他車両mの切り返し回数が自車両Mの切り返し回数よりも所定回数以上多いことや、特定他車両mの上り勾配が所定角度以上であること、特定他車両mのバック回数が自車両Mのバック回数よりも所定回数以上多いこと等である。
また、所定の条件とは、例えば、特定他車両mの後続車両の数が自車両Mの後続車両の数よりも所定数以上多いことや、特定他車両mの周辺の物体の数が自車両Mの後続車両の物体の数よりも所定数以上多いこと等であってもよい。
上述したように、スコアの導出が行われることにより、自車両Mは、特定他車両mよりも退避スペースに退避することが煩雑でない場合に退避スペースに退避する。この結果、対面通行をより滑らかに行うことができ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[場面(2)]
図7は、退避スペースに退避する場面(2)について説明するための図である。場面(2)において、退避運転制御部144は、自車両Mの後方に他車両が存在する場合に、自車両Mを退避スペースに退避させない。具体的には、退避運転制御部144は、自車両Mの後方に他車両が存在する場合に、退避スペースが1車両分のスペースしか存在しない場合に、自車両を退避スペースに退避させない。
以下、場面(1)との相違点について説明する。場面(2)では、自車両Mの後方に他車両m1が後続している。このため、場面(2)では、特定他車両mよりも自車両Mの方が退避スペースに退避することが容易であるが、自車両Mのスコアは、他車両m1の存在により、特定他車両m1のスコアよりも高くなる。退避運転制御部144は、特定他車両mが退避スペースAR1に退避した後、退避した特定他車両mを回避して、特定他車両mの横を通過するように自車両Mを制御する。
なお、上記の例において、特定他車両mに本実施形態の自動運転制御装置100が搭載され、自動運転が実施されている場合、特定他車両mは、自車両Mが導出したスコアと同等のスコアを導出するので、退避スペースAR1に退避する。上記の例において、特定他車両mにおいて手動運転が実施されている場合、自車両Mは、特定他車両mと通信して、退避スペースAR1に退避することを依頼してもよいし、所定の情報を出力部に出力させてもよい。出力部とは、例えば、特定他車両mの運転手から視認可能な表示部や、特定他車両mの運転手に対して音声を出力するスピーカ等である。
なお、自車両Mに後続して人や自転車などが存在する場合においても、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースに退避させずに、特定他車両mが退避スペースAR1に退避するのを待機してもよい。
上述した処理により、自車両Mの後方に他車両が存在する場合に、自車両Mを退避スペースに退避させないことにより、対面通行をより滑らかに行うことができ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[場面(3)]
図8は、退避スペースに退避する場面(3)について説明するための図である。場面(3)において、退避運転制御部144は、2車両分または自車両と後続車両とを合算した車両分の退避スペースが存在する場合、自車両Mを退避スペースに退避させる。以下、場面(2)との相違点について説明する。場面(3)では、退避スペースAR1に代えて、道路において、退避スペースAR1#が退避スペースARを包含する位置に設けられている。退避スペースAR1#は、例えば、2台の車両が退避することができる大きさを有する。このため、場面(2)では、自車両Mに対して後続車両が存在するが、退避スペースAR1#が存在するため、自車両Mのスコアは、特定他車両mのスコアよりも低くなる。退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1#に退避させるように制御し、特定他車両mに自車両Mの横を通過させる。
上述した処理により、自車両Mの後方に他車両m1が存在する場合であって、自車両Mおよび他車両m1が退避するのに十分な退避スペースが存在する場合、自車両Mが退避スペースに退避することにより、対面通行をより滑らかに行うことができ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[場面(4)]
図9は、退避スペースに退避する場面(4)について説明するための図である。場面(4)において、退避運転制御部144は、特定他車両mの後方に別の他車両m1が存在する場合に、自車両Mを退避スペースに退避させる。
以下、場面(2)との相違点について説明する。場面(4)では、特定他車両mの位置と自車両Mの位置とが入れ替わっている。すなわち、特定他車両mが方向D1に進行し、自車両Mが方向D2に進行している。また、特定他車両mの後方に他車両m1が後続している。このため、場面(4)では、特定他車両mのスコアは、他車両m1の存在により、自車両Mのスコアよりも高くなる。退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1に退避させるように制御し、特定他車両m、他車両m1に自車両Mの横を通過させる。
なお、退避運転制御部144は、特定他車両mの他に対向者が存在する場合に、自車両Mを退避スペースに退避させてもよい。対向者とは、歩行者、自転車、二輪車等の移動体である。例えば、図9の例において、退避運転制御部144は、他車両m1に代えて(或いは加えて)対向者が存在する場合、自車両Mを退避スペースに退避させてもよい。
上述した処理により、特定他車両mの後方に別の他車両m1が存在する場合、または特定他車両mの他に対向者が存在する場合、自車両Mが退避スペースに退避することにより、対面通行をより滑らかに行うことができ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[場面(5)]
図10は、退避スペースに退避する場面(5)について説明するための図である。場面(5)において、退避要否判定部142は、特定他車両mが退避スペースに退避するためには特定他車両mが後退する必要があるか否かを判定する。そして、退避運転制御部144は、退避要否判定部142により特定他車両mが退避スペースに退避するためには後退が必要であると判定された場合に、自車両Mを前記退避スペースに退避させる。
以下、場面(1)との相違点について説明する。場面(5)では、特定他車両mは、道路の進行方向に関して、退避スペースAR1の中間地点に存在している。また、特定他車両mの左後方側であって、方向D1を基準に道路の右側に隣接して退避スペースAR2が存在しているものとする。
上記の場面において、退避運転制御部144は、自車両Mの退避スペース候補を決定し、決定した退避スペースについてスコアを導出する。自車両Mは、退避スペースAR1を通過せずに、特定他車両mを回避して退避スペースAR2に到達することができない。
このため、退避運転制御部144は、自車両Mの退避スペース候補を退避スペースAR1に決定する。また、退避運転制御部144は、特定他車両mの退避スペース候補を退避スペースAR1、AR2に決定し、決定した退避スペースについてスコアを導出する。
場面(5)では、特定他車両mが、退避スペースAR1またはAR2に退避するためには、軌道OR3に沿ってバックして退避スペースAR1またはAR2に退避する必要がある。このため、場面(5)では、特定他車両mが退避スペースAR1またはAR2に退避する際のスコアは、バックする制御が含まれるため、自車両Mが退避スペースAR1に退避する場合のスコアよりも高くなる。退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1に退避させるように制御し、特定他車両mに自車両Mを通過させる。
上述した処理により、特定他車両mが退避スペースに退避するためには特定他車両mが後退する必要がある場合、自車両Mが退避スペースに退避することにより、対面通行をより滑らかに行うことができ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[場面(6)]
図11は、退避スペースに退避する場面(6)について説明するための図である。場面(6)において、退避運転制御部144は、特定他車両mの進行方向に対する勾配が上り勾配である場合に、自車両Mを退避スペースに退避させる。
以下、場面(1)との相違点について説明する。場面(6)では、自車両Mの位置と特定他車両mの位置とが入れ替わっている(図中の「S1」)。また、図中の「S2」に示すように、自車両Mおよび特定他車両mが走行する道路は、特定他車両mの進行方向に対する勾配が上り勾配(自車両Mの進行方向に対する勾配が下り勾配)である。この場合、勾配を考慮しなければ(自車両Mの軌道OR4および特定他車両mの軌道OR5のみを考慮すると)、特定他車両mが自車両Mよりも退避スペースAR1に退避しやすい。しかしながら、勾配が考慮されると、自車両Mのスコアは、特定他車両mのスコアよりも低くなる。上り勾配において車両を制御することは、下り勾配において車両を制御することよりも困難であるためである。退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1に退避させるように制御し、特定他車両mに自車両Mの横を通過させる。
上述した処理により、特定他車両mの進行方向に対する勾配が上り勾配である場合に、自車両が退避スペースに退避することにより、特定他車両mの上り勾配での一時停止やその後の発進の運転を抑制することができ、特定他車両mの乗員の運転負担を軽減することができる。この結果、対面通行をより滑らかに行うことができる。
[場面(7)]
図12は、退避スペースに退避する場面(7)について説明するための図である。場面(7)において、退避運転制御部144は、特定他車両mの周辺に退避スペースがあり、自車両Mの周辺に退避スペースがないと判定された場合に、特定他車両mが退避スペースに移動できるように、自車両Mを退避スペースの手前で停止させる。
以下、場面(1)との相違点について説明する。場面(7)では、方向D1を基準とした場合に、退避スペースAR3は道路の右側に隣接して存在するものとする。また、場面(7)では、自車両Mが退避スペースAR3の手前側(図3の下側)からD1方向、特定他車両mが退避スペースAR3の手前側(図3の上側)からD2方向に、それぞれ進行して通行(対面通行)しようとしている。退避運転制御部144は、図12の例では、自車両Mの周辺に退避スペースがなく、特定他車両mの周辺に退避スペースがあると判定する。自車両Mから退避スペースAR3までの距離は、特定他車両mから退避スペースAR3までの距離よりの遠いためである。この場合、退避運転制御部144は、特定他車両mが退避スペースAR3に移動できるように、自車両Mを退避スペースAR3の手前で停止させる。退避スペースAR3の手前とは、道路の進行方向に関して退避領域AR3を包含する領域AR−Pの手前側である。
上述した処理により、特定他車両mの周辺に退避スペースがあり、自車両Mの周辺に退避スペースがない場合、自車両Mが退避スペースの手前で停止することで、特定他車両mが退避スペースに移動できる。この結果、より滑らかに対面通行が行われ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[場面(8)]
図13は、退避スペースに退避する場面(8)について説明するための図である。場面(8)において、退避運転制御部144は、特定他車両mが道路の狭いエリアに自車両Mよりも先に到着する場合、自車両Mを退避スペースに退避させる。場面(8)では、自車両MがD1方向、特定他車両mがD2方向に、それぞれ進行して対面通行しようとしている。また、自車両Mおよび特定他車両mが走行する道路には、特定領域AR−Sが存在するものとする。特定領域AR−Sは、道路の他の領域よりも道幅が狭くなっている領域である。この道幅は、自車両Mと特定他車両mとが対面通行することができない道幅である。
退避運転制御部144は、自車両Mよりも特定他車両mが特定領域AR−Sに早く到着している場合、または自車両Mよりも特定他車両mが特定領域AR−Sに早く到着すると推定される場合、自車両Mを退避スペースAR−3に退避させる。退避スペースAR−3は、例えば、自車両Mの位置と特定領域AR−Sとの間に設定される。また、退避スペースAR3は、自車両Mと特定他車両mとが対面通行することができる道幅を有する領域に設定される。そして、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR1に退避させた状態において、特定他車両mが自車両Mを通過するまで待機し、特定他車両mが通過した後、自車両Mを退避スペースAR1から道路に復帰させ、特定領域AR−S内を走行させる。
特定他車両mが道路の狭いエリアに自車両Mよりも先に到着する場合、自車両Mが退避スペースに退避することにより、より滑らかに対面通行が行われ、交通経済の負担を軽減させることができる。
なお、上述した実施形態では、自車両Mと特定他車両mとが対面通行するのに、道幅が足りない際の場面について説明したが、場面(9)に示すように、道幅が足りている場合においても同等処理が行われてもよい。
[場面(9)]
図14は、退避スペースに退避する場面(9)について説明するための図である。場面(9)は、障害物により、自車両Mと特定他車両とが対面通行することができない場面である。場面(9)における障害物とは、例えば、電柱や駐車中の他車両である。この場面では、自車両MがD1方向、特定他車両mがD2方向に、それぞれ進行して通行しようとしている。道幅は、自車両Mと特定他車両mとが対面通行することができる道幅であるが、障害物OBによって、道幅が対面通行するのには足りない領域(特定領域AR−S1)が存在する。この場合、退避運転制御部144は、自車両Mよりも特定他車両mが特定領域AR−S1に早く到着している場合、または自車両Mよりも特定他車両mが特定領域AR−S1に早く到着すると推定される場合、自車両Mを退避スペースAR−4に退避させる。
そして、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースAR2に退避させた状態において、特定他車両mが自車両Mを通過するまで待機し、特定他車両mが通過した後、自車両Mを退避スペースAR1から道路に復帰させ、特定領域AR−S内を走行させる。
上述した処理により、道路に障害物が存在する場合であっても、より滑らかに対面通行が行われ、交通経済の負担を軽減させることができる。
[フローチャート]
図15は、自動運転制御装置100により実行される処理の流れを示すフローチャートである。図15の処理は、場面(1)から(6)に対応するフローチャートの処理である。
まず、すれ違い車両判定部132が、認識部130により認識された他車両の中で、自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両mが存在するか否かを判定する(ステップS100)。すれ違う特定他車両mが存在しない場合、本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
すれ違う特定他車両mが存在する場合、退避スペース判定部134は、退避スペースを認識する(ステップS102)。次に、退避要否判定部142は、自車両Mおよび特定他車両mが、退避スペースに退避せずに対面通行することができるか否かを判定する(ステップS104)。退避せずに対面通行できる場合、本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
退避せずに対面通行できない場合、退避要否判定部142は、自車両Mおよび特定他車両mが退避スペースに退避する際のスコアを導出する(ステップS106)。次に、退避運転制御部144は、導出した自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低いか否かを判定する(ステップS108)。例えば、自車両Mおよび(或いはまたは)特定他車両mに対して複数の退避スペースが存在する場合、自車両Mに対して導出された最も低いスコアと、特定他車両mに対して導出された最も低いスコアとが比較される。
導出した自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低くない場合、退避運転制御部144は、特定他車両mが退避スペースに退避した後に特定他車両mの横を走行する(ステップS110)。
導出した自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低い場合、退避運転制御部144は、自車両Mを退避スペースに退避させる(ステップS112)。これにより、自車両Mと特定他車両mとが対面通行する。これにより、本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
なお、ステップS108で自車両Mのスコアが特定他車両mのスコアよりも低い場合であっても、前述した所定の条件を満たす場合、ステップS110の処理に進んでもよい。例えば、道路の勾配が自車両Mにとって上り勾配であることや、自車両Mに対して後続車両が存在すること等である。
上述した処理により、場面に応じて、自車両Mまたは特定他車両mが、より適切に退避スペースに退避するため、より滑らかに対面通行が行われ、交通経済の負担を軽減させることができる。
以上説明した実施形態によれば、自車両Mの周辺に存在する他車両mおよび自車両Mの周辺の退避スペースを含む道路環境を認識する認識部130と、認識部130により認識された他車両mの中で、自車両Mと一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定するすれ違い車両判定部132と、すれ違い車両判定部132により存在すると判定された特定他車両について、道路環境に基づいて、自車両Mまたは特定他車両mの退避スペースへの移動が必要か否かを判定する退避要否判定部142とを備えることにより、対面通行をより滑らかに行うことができる。
[ハードウェア構成]
上述した実施形態の自動運転制御装置100は、例えば、図16に示すようなハードウェアの構成により実現される。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。
自動運転制御装置100は、通信コントローラ100−1、CPU100−2、RAM100−3、ROM100−4、フラッシュメモリやHDDなどの二次記憶装置100−5、およびドライブ装置100−6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。ドライブ装置100−6には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置100−5に格納されたプログラム100−5aがDMAコントローラ(不図示)などによってRAM100−3に展開され、CPU100−2によって実行されることで、第1制御部120、および第2制御部160が実現される。また、CPU100−2が参照するプログラムは、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NWを介して他の装置からダウンロードされてもよい。
上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と前記記憶装置に格納されたプログラムを実行する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は、前記プログラムを実行することにより、
自車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識し、
前記認識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定し、
前記存在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定す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。
100‥自動運転制御装置、120‥制御部、130‥認識部、132‥すれ違い車両判定部、134‥退避スペース判定部、140‥行動計画生成部、142‥退避要否判定部、144‥退避運転制御部、160‥制御部、162‥取得部、164‥速度制御部、166‥操舵制御部、170‥記憶部、172‥退避煩雑度導出マップ

Claims (12)

  1. 自車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識する認識部と、
    前記認識部により認識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定するすれ違い車両判定部と、
    前記すれ違い車両判定部により存在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定する退避要否判定部と、
    前記退避要否判定部が前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要であると判定した場合、
    前記自車両が退避スペースに退避するための第1軌道および前記特定他車両が退避スペースに退避するための第2軌道を推定し、
    推定した前記第1軌道に基づく前記自車両が前記退避スペースに移動するための煩雑度合と、推定した前記第2軌道に基づく前記特定他車両が前記退避スペースに移動するための煩雑度合と、に基づいて、前記自車両を制御する退避運転制御部と、
    を備える車両制御装置。
  2. 前記退避要否判定部により、前記特定他車両の周辺に退避スペースがなく、前記自車両の周辺に退避スペースがあると判定された場合に、前記自車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記自車両を走行させ、前記自車両を退避スペースに退避させる退避運転制御部を、更に備える、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記退避要否判定部は、前記特定他車両が退避スペースに退避するためには前記特定他車両が後退する必要があるか否かを判定し、
    前記退避運転制御部は、前記退避要否判定部により前記特定他車両が前記退避スペースに退避するためには後退が必要であると判定された場合に、前記自車両を前記退避スペースに退避させる、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記退避運転制御部は、前記特定他車両の進行方向に対する勾配が上り勾配である場合に、前記自車両を退避スペースに退避させる、
    請求項2または3に記載の車両制御装置。
  5. 前記退避運転制御部は、前記特定他車両が前記道路の狭いエリアに先に到達する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させる、
    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. 前記退避運転制御部は、前記特定他車両の後方に別の他車両が存在する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させる、
    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。
  7. 前記退避運転制御部は、前記特定他車両の他に対向者が存在する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させる、
    請求項2から6のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  8. 前記退避運転制御部は、前記自車両の後方に他車両が存在する場合に、前記自車両を退避スペースに退避させない、
    請求項2から7のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  9. 前記退避運転制御部は、前記自車両の後方に他車両が存在する場合に、退避スペースが1車両分のスペースしか存在しない場合に、前記自車両を退避スペースに退避させない、
    請求項8に記載の車両制御装置。
  10. 前記退避運転制御部は、前記特定他車両の周辺に退避スペースがあり、前記自車両の周辺に退避スペースがないと判定された場合に、前記特定他車両が退避スペースに移動できるように、前記自車両を前記退避スペースの手前で停止させる、
    請求項2から9のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
  11. コンピュータが、
    車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識し、
    識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定し、
    在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定し、
    前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要であると判定した場合、
    前記自車両が退避スペースに退避するための第1軌道および前記特定他車両が退避スペースに退避するための第2軌道を推定し、
    推定した前記第1軌道に基づく前記自車両が前記退避スペースに移動するための煩雑度合と、推定した前記第2軌道に基づく前記特定他車両が前記退避スペースに移動するための煩雑度合と、に基づいて、前記自車両を制御する、
    車両制御方法。
  12. コンピュータに、
    車両の周辺に存在する他車両および前記自車両の周辺の退避スペースを含む道路環境を認識させ、
    識された他車両の中で、前記自車両と一車線の道路ですれ違う特定他車両が存在するか否かを判定させ、
    在すると判定された特定他車両について、前記道路環境に基づいて、前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要か否かを判定させ、
    前記自車両または前記特定他車両の退避スペースへの移動が必要であると判定した場合、
    前記自車両が退避スペースに退避するための第1軌道および前記特定他車両が退避スペースに退避するための第2軌道を推定させ、
    推定した前記第1軌道に基づく前記自車両が前記退避スペースに移動するための煩雑度合と、推定した前記第2軌道に基づく前記特定他車両が前記退避スペースに移動するための煩雑度合と、に基づいて、前記自車両を制御させる、
    プログラム。
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