JP7132190B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

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。

従来、車両が第１レーンから第２レーンに合流することを支援する合流支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この合流支援装置は、予め設定された減速度により停車するまでの走行距離Ｂを算出し、加速の開始時点から、車線変更の開始時点までの期間中において、車両から第１レーンにおける基準地点まで距離Ａを取得し、距離Ａから走行距離Ｂを差し引いた値が、予め設定された閾値より小さいことを条件に合流支援を中止する。

特開２０１７－１２４７４３号公報 特開２０１６－２１０３８０号公報

しかしながら、従来の技術では、より円滑に車両を走行させることができない場合があった。

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、より円滑に車両を走行させ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、車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得する取得部と、前記取得部により取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御する行動制御部と、を備え、前記行動制御部は、一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、前記他車両の進行方位に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する。

（２）：上記（１）の態様において、前記行動制御部は、前記車両が前記他車両と同様の行動を行う場合に前記他車両の進行方位に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記行動制御部は、前記他車両の進行方位に基づいて、前記他車両が第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるかを判定し、判定結果に基づいて、前記車両を制御する。

（４）：上記（３）の態様において、前記第１状態、前記第２状態、前記第３状態の順で、前記他車両の中心軸方向と道路長手方向とのなす角が大きい。

（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記第１状態は、前記他車両が前記車列に割り込もうとしている状態であり、前記第２状態は、前記他車両が前記車列に車線変更しようとしている状態であり、前記第３状態は、前記他車両が前記車列側に幅寄せしている状態である。

（６）：上記（３）から（５）のいずれかの態様において、前記行動制御部は、前記他車両が前記第１状態である場合、第１制御を実行し、前記第１制御は、前記車両を減速させる第１減速制御、前記車両の制動装置を動作させる第１制動制御、または、前記車両の加速を抑制させる第１抑制制御である。

（７）：上記（３）から（６）の態様において、前記行動制御部は、前記他車両が前記第２状態である場合、第２制御を実行し、前記第２制御は、前記第１減速制御よりも減速度が小さい減速度で前記車両を減速させる第２減速制御、前記第１制動制御よりも制動度合が小さい制動度合で前記車両の制動装置を動作させる第２制動制御、または、前記第１抑制制御よりも抑制度合が小さい制動度合で前記車両の加速を抑制させる第２抑制制御である。

（８）：上記（３）から（７）のいずれかの態様において、前記行動制御部は、前記他車両が前記第３状態である場合、第３制御を実行し、前記第３制御は、前記第３状態であると判定される前に実行されていた制御を維持する制御である。

（９）：上記（８）の態様において、前記行動制御部は、前記他車両を前記車両が追従する目標車両に設定する。

（１０）：上記（１）から（９）のいずれかの態様において、前記行動制御部は、前記他車両が前記車列に進入した場合、前記他車両が前記車列に進入した際の進入角度に基づいて、前記車両を制御するものである。

（１１）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得し、前記取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御し、一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、前記他車両の進行方位に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する車両制御方法である。

（１２）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得し、前記取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御させ、一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、前記他車両の進行方位に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御させるプログラムである。

（１）から（１２）によれば、行動制御部が、一定数以上の車両により形成された車列に車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、他車両の進行方位に基づいて、車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御することにより、より円滑に車両を走行させることができる。

（６）から（８）によれば、行動制御部は、他車両の状態に応じて、車両を適切に制御するため、交通状況に応じた制御を実現することができる。

（１０）によれば、行動制御部は、他車両が車列に進入した場合、他車両が車列に進入した際の進入角度に基づいて、車両を制御することにより、他車両が車列に進入したように車列に進入することができる。

実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム２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。 特定制御について説明するための図である。 他車両ｍの状態を判定する処理について説明するための図（その１）である。 他車両ｍの状態を判定する処理について説明するための図（その２）である。 制御情報１７０の内容の一例を示す図である。 車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その１）である。 車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その２）である。 車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その３）である。 車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その４）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の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の車両制御システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。 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。
＜第１実施形態＞
［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２の構成図である。車両システム２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２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２が搭載される車両（以下、自車両Ｍ）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。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。車両システム２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）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。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、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。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。

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。

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のうち一部または全部に出力される。

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、制御情報１７０（詳細は後述する）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。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などの記憶装置（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など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）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。自動運転制御装置１００は「車両制御装置」の一例であり、行動計画生成部１４０と第２制御部１６０を合わせたものが「行動制御部」の一例である。

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てよい。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を介して入力された情報に基づいて、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。

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。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。また、行動計画生成部１４０は、例えば、目標軌道を生成する際に、後述する判定部１４４の処理結果を加味して目標軌道を生成する。

行動計画生成部１４０は、例えば、取得部１４２と、判定部１４４と、制御部１４６とを備える。判定部１４４と、制御部１４６とを合わせたものは、「行動制御部」の一例である。

取得部１４２は、認識部１３０の認識結果を取得する。判定部１４４は、車両Ｍの前方に位置する他車両の進行方位に基づいて、他車両の状態（後述する第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるか）を判定する。制御部１４６は、取得部１４２により取得された認識結果に基づいて、車両Ｍの行動を制御する。例えば、制御部１４６は、判定部１４４の判定結果に基づいて、車両Ｍを制御する。判定部１４４および制御部１４６の処理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。

図２に戻り、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（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。

［特定制御の概要］
制御部１４６は、他車両の進行方位に基づいて、複数の車両Ｍの行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで車両Ｍを制御する。以下、この制御を「特定制御」と称する場合がある。例えば、特定制御は、車両Ｍが他車両と同様の行動を行うと予め設定された交通状況である際に実行される制御である。特定制御は、例えば、一定数以上の車両により形成された車列に車両Ｍの前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に実行される。また、特定制御は、一定数以上の車両により形成された車列に車両Ｍの前方に位置する他車両が進入することが予測され、且つ車両Ｍが車列に進入する場合に実行されてもよい。

［特定制御の具体例１］
図３は、特定制御について説明するための図である。図３では、第１道路Ｒ１が、第２道路Ｒ２に合流する道路環境である。第１道路Ｒ１は、第２道路Ｒ２に合流する合流路であり、第２道路Ｒ２は、本線であり第１道路Ｒ１が接続される被合流路である。第１道路Ｒ１と第２道路Ｒ２との間には、分離帯ＯＢ１、および分離帯ＯＢ２が設けられている。分離帯ＯＢ１は、進行方向に関して位置Ｐ１まで設けられている。分離帯ＯＢ２は、例えば、進行方向に関して位置Ｐ１から位置Ｐ２まで設けられている。位置Ｐ２は、第１道路Ｒ１を走行する車両が第２道路Ｒ２に進入可能となる位置である。分離帯ＯＢ１は、例えば、第１道路Ｒ１を走行する車両が、第２道路Ｒ２を走行する車両を視認することができない高さの分離帯である。分離帯ＯＢ２は、例えば、第１道路Ｒ１を走行する車両が、第２道路Ｒ２を走行する車両を視認することができる高さの分離帯である。

第１道路Ｒ１は、例えば、一以上の車線を有する。例えば、第１道路Ｒ１は、車線Ｌ１を有する。位置Ｐ２付近から進行方向に向かうに従って車線Ｌ１の幅は狭くなり、位置Ｐ３では、更に車線Ｌ１の幅は狭くなり、位置Ｐ５で、車線Ｌ１（道路Ｒ１）は消失する。第２道路Ｒ２は、例えば、複数の車線を有する。複数の車線は、例えば、第２車線Ｌ２、第３車線Ｌ３、および第４車線Ｌ４である。

時刻ｔおよび時刻ｔ＋１において、車両Ｍが第１車線Ｌ１を走行し、車両Ｍの前方において他車両ｍが第１車線Ｌ１を走行している。時刻ｔ＋２において、車両Ｍおよび他車両ｍは、第２道路Ｒ２の車線に車線変更しようとしている。例えば、他車両ｍは、第２車線Ｌ２に車線変更することを示すように方向指示器を点滅させている。すなわち、他車両ｍは、第２車線Ｌ２に車線変更することが予測される。また、時刻ｔ＋２において、図３に示すように第２道路Ｒ２の第２車線Ｌ２および第３車線Ｌ３には、所定の間隔で、本線車線が走行している。

このとき、判定部１４４、他車両ｍの進行方位に基づいて、他車両ｍが第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるかを判定する。図４は、他車両ｍの状態を判定する処理について説明するための図（その１）である。判定部１４４は、他車両ｍの中心軸方向に関する他車両ベクトルｒと道路長手方向（例えば第２道路Ｒ２の長手方向）に関する道路ベクトルＲとのなす角を導出し、導出結果に基づいて、他車両ｍの状態を判定する。例えば、第１状態、第２状態、第３状態の順で、他車両ｍの中心軸方向ｒと道路長手方向Ｒとのなす角θが大きい。また、他車両ベクトルｒの向きは、「進行方位」を示している。

図５は、他車両ｍの状態を判定する処理について説明するための図（その２）である。例えば、判定部１４４は、なす角θ１である場合、他車両ｍは第１状態であり、なす角θ２である場合、他車両ｍは第２状態であり、なす角θ３である場合、他車両ｍは第３状態であると判定する。なす角θ１は、他車両ベクトルｒ１と道路ベクトルＲとにより形成されるベクトルである。なす角θ２は、他車両ベクトルｒ２と道路ベクトルＲとにより形成されるベクトルである。なす角θ３は、他車両ベクトルｒ３と道路ベクトルＲとにより形成されるベクトルである。

例えば、第１状態の他車両ｍは、隣接車線に対して第１所定の進入角度以上、車体の向きを変えて進入しようとしている車両である。第１所定の進入角度以上とは、基準角度範囲を超えた角度である。基準角度とは、車線変更する際に推奨される角度（道路ベクトルに対する車体の傾きに対応する角度）である。第１状態の車両は、例えば、車列に割り込むような状態の車両である。

例えば、第２状態の他車両ｍは、隣接車線に基準角度範囲内で、車体の角度を変えて進入しようとしている車両である。第２状態の車両は、例えば、一般的な車線変更を行っているような状態の車両である。

例えば、第３状態の他車両ｍは、隣接車線に第２所定の進入角度以下で、車体の角度を変えている車両である。第２所定の進入角度以下とは、基準角度範囲よりも小さい角度である。第３状態の車両は、例えば、隣接車線に幅寄せしているような状態の車両である。

制御部１４６は、判定部１４４の判定結果に基づいて、車両Ｍを制御する。例えば、制御部１４６は、記憶装置に記憶された制御情報１７０を参照して、車両Ｍを制御する。図６は、制御情報１７０の内容の一例を示す図である。制御情報１７０は、例えば、他車両ｍの状態と、車両Ｍが行う制御の内容とが関連付けられた情報である。例えば、第１状態と第１制御とが関連付けられ、第２状態と第２制御とが関連付けられ、第３状態と第３制御とが関連付けられている。

図７は、車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その１）である。図７の縦軸は速度を示し、図７の横軸は時間を示している。図中、時刻Ｔは、他車両ｍの状態が判定されたタイミングである。例えば、第１制御は、例えば、第１減速制御、第１制動制御、または第１抑制制御が実行される制御である。第１減速制御は車両Ｍを減速させる制御である。第１制動制御は車両Ｍの制動装置を動作させる制御である。第１抑制制御は車両Ｍの加速を抑制させる制御である。第１制御が実行されると、図７に示すように、第１度合で速度が低下する。

第２制御は、例えば、第２減速制御、第２制動制御、または第２抑制制御が実行される制御である。第２減速制御は、例えば、第１減速制御よりも減速度が小さい減速度で車両Ｍを減速させる制御である。第２制動制御は、例えば、第１制動制御よりも制動度合が小さい制動度合で車両Ｍの制動装置を動作させる制御である。第２抑制制御は、例えば、第１抑制制御よりも抑制度合が小さい制動度合で車両Ｍの加速を抑制させる制御である。第２制御が実行されると、図７に示すように、第２度合で速度が低下する。第２度合は、第１度合よりも緩やかな速度の低下度合である。

第３制御は、例えば、第３状態であると判定される前に実行されていた制御を維持する制御である。第３制御が実行されると、図７に示すように、時刻Ｔの前後で速度の変化度合は同様となる。第３制御が行われると、例えば、図７に示すように、時刻Ｔの前後で速度の低下度合は変化しない。また、第３制御が実行されると、時刻Ｔ前に速度が上昇している場合は、その上昇度合が継続されるように制御が行われ、時刻Ｔ前に速度が一定である場合は、その速度が維持されるように制御が行われる。

図８は、車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その２）である。図３との相違点を中心に説明する。図８は、図３の時刻ｔ＋２の後である時刻ｔ＋３における車両Ｍおよび他車両ｍの状態を示している。例えば、図３の時刻ｔ＋２において、他車両ｍが第１状態である場合、時刻ｔ＋３では、制御部１４６は、第１制御を行うと共に、以下の制御を実行する。例えば、制御部１４６は、他車両ｍを車両Ｍが追従する目標車両に設定する。そして、制御部１４６は、目標車両が走行した軌道に基づいて、車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。そして、制御部１４６は、生成した目標軌道に基づいて、車両Ｍを制御する。例えば、制御部１４６は、他車両ｍが車列に進入した場合、他車両ｍが車列に進入した際の進入角度に基づいて、車両を制御する。具体的には、車両Ｍは、他車両ｍが隣接車線に進入した角度（道路長手方向に対する車両Ｍの中心軸の角度）で車線変更を行う。

このように、車両Ｍは、他車両ｍが第１状態であるという判定結果に基づいて第１制御を実行し、更に他車両ｍが車列に進入したように車列に進入することができる。車両Ｍは、交通状況に応じた挙動で車列に進入することができる。

図９は、車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その３）である。図３、図８との相違点を中心に説明する。例えば、時刻ｔ＋２において、他車両ｍが第２状態である場合、例えば、車両Ｍは、時刻ｔ＋３では図９に示すように、第２制御を実行して他車両ｍに追従して、他車両ｍが車線変更した軌道に基づく軌道で車線変更する。

このように、車両Ｍは、他車両ｍが第２状態であるという判定結果に基づいて第２制御を実行し、他車両ｍが車列に進入したように車列に進入することができる。車両Ｍは、交通状況に応じた挙動で車列に進入することができる。

図１０は、車両Ｍが行う制御の内容について説明するための図（その４）である。図３、図８、および図９との相違点を中心に説明する。例えば、時刻ｔ＋２において、他車両ｍが第３状態である場合、例えば、車両Ｍは、時刻ｔ＋３では図１０に示すように、第３制御を実行して他車両ｍに追従して、他車両ｍが幅寄せする軌道に基づく軌道で幅寄せを行う。

このように、車両Ｍは、他車両ｍが第３状態であるという判定結果に基づいて、他車両ｍと同じような挙動を行い、他車両ｍが車列に進入した場合、他車両ｍが行った挙動に基づいて車列に進入することができる。

上述したように、自動運転制御装置１００は、他車両ｍの進行方位を用いることにより、より容易に他車両ｍの状態を判定することができる。また、自動運転制御装置１００は、他車両ｍの状態に基づいて、車両Ｍを制御することにより、より交通状況に適した車両Ｍの制御を実現することができる。このように、自動運転制御装置１００は、他車両ｍの進行方位に基づいて車両Ｍを制御することにより、他車両ｍと同様に車列に容易に進入することができる。この結果、車両Ｍは、より円滑に走行することができる。

例えば、車両Ｍが車列に進入する場合、上記のような処理が行われないと、車両Ｍの車列への進入を許容する車両が現れるまで、車両Ｍは、第１道路Ｒ１で待機したり、第１道路Ｒ１の終点まで走行して、終点付近で待機したりしてしまう場合がある。また、車両Ｍが車列に進入する場合、上記のような処理を行わずに、車列に円滑に進入するためには装置にとって処理負荷が大きい複雑な処理や、周辺状況をより詳細に認識するために装置にとって処理負荷が大きい認識処理等を行う必要がある。

これに対して、本実施形態の自動運転制御装置１００は、上記のように他車両ｍの進行方位に基づいて、車両Ｍの複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで車両Ｍを制御することにより、処理負荷を軽減しつつ、円滑に車両を走行させることができる。

なお、上述した例では、第１制御から第３制御のうちいずれか制御が行われるものとして説明したが、これに代えて、進行方向に基づいて車両の複数の行動に関するパターン（制御パターン）のうちいずれかのパターンで車両が制御されてもよい。この場合、３つの状態（第１状態から第３状態）に代えて、４つ以上の状態のうちいずれの状態に他車両ｍが該当するかが判定され、判定結果に基づいてパターンが選択されてもよい。

［フローチャート］
図１１は、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。まず、制御部１４６は、車両Ｍが車線変更する予定であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。例えば、制御部１４６は、予め設定された目的地と、予め設定された目的地までの設定ルートと、車両Ｍの現在地とに基づいて、車両Ｍが第２道路Ｒ２の車線に車線変更する予定であるか否かを判定する。例えば、設定ルートにおいて、車両Ｍが第１道路Ｒ１から第２道路Ｒ２に進入する予定があり、且つ車両Ｍの現在地が第１道路Ｒ１と第２道路Ｒ２とが接続される接続位置から所定距離手前に近づいた場合に、車両Ｍが車線変更する予定であると判定される。

車両Ｍが車線変更する予定である場合、判定部１４４は、認識部１３０の認識結果に基づいて、第２道路Ｒ２（または第２道路Ｒ２の所定の車線）に一定数以上の車両により形成されている車列が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。所定の車線とは、車両Ｍが車線変更する予定の第２車線Ｌ２である。ステップＳ１０２において、上記の判定に代えて（または加えて）、車両Ｍが第２道路Ｒ２に進入することの困難度が所定度合以上である場合、肯定的な判定がされてもよい。例えば、車両間の距離が所定距離以上の領域が存在しない車列である場合や、車両の密度が所定密度以上である場合、困難度が所定度合以上であると判定されてもよい。

一定数以上の車両により形成されている車列が存在する場合、判定部１４４は、前走車両が車列に進入することが予測されるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。例えば、判定部１４４は、第１道路Ｒ１の進行方向に関して所定距離先において、第１道路Ｒ１が消失し、且つ前走車両が第１道路Ｒ１の路肩に停止するような挙動を行っていない場合（例えば方向指示器の点滅など車線変更するような挙動を行っている場合）、前走車両は車列に進入すると予測する。

ステップＳ１０２およびＳ１０４において、否定的な判定がされた場合、本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。なお、上述したフローチャートの処理のうち一部の処理は省略されてもよいし、処理の順序は適宜変更されてもよい。

前走車両が車列に進入することが予測される場合、判定部１４４は、前走車両の進行方位に基づいて、前走車両の状態を判定する（ステップＳ１０６）。次に、制御部１４６は、制御情報１７０を参照し、ステップＳ１０６で判定された前走車両の状態に基づく制御を実行する（ステップＳ１０８）。次に、制御部１４６は、第２道路Ｒ２に進入したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。第２道路Ｒ２に進入していない場合、ステップＳ１０２の処理に戻る。第２道路Ｒ２に進入した場合、本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第１実施形態によれば、自動運転制御装置１００が、他車両ｍの進行方位に基づいて、車両Ｍの複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで車両Ｍを制御することにより、より円滑に車両を走行させることができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、制御部１４６は、車両Ｍとは異なる位置に設けられた制御装置の制御結果に基づいて、車両Ｍを制御する。すなわち、車両Ｍは、制御装置により遠隔操作される。以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図１２は、第２実施形態の車両制御システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。車両制御システム１は、例えば、車両システム２Ａと、撮像部３００と、制御装置４００とを含む。車両システム２Ａは制御装置４００と通信し、撮像部３００は制御装置４００と通信する。車両システム２Ａと制御装置４００とは、通信を行って、車両Ｍが第１道路Ｒ１または第２道路Ｒ２を自動で走行するために必要な情報を送信または受信する。

［撮像部］
撮像部３００は、図３等に示した第１道路Ｒ１と第２道路Ｒ２とが合流する合流地点付近を撮像するカメラである。撮像部３００は、例えば、合流地点付近を俯瞰方向から撮像する。図１２の例は、１つの撮像部３００を示しているが、車両制御システム１Ａは、複数の撮像部３００を備えてもよい。

［車両システム］
車両システム２Ａは、自動運転制御装置１００に代えて自動運転制御装置１００Ａを備える。図１２では自動運転制御装置１００Ａおよび通信装置２０以外の機能構成の図示は省略する。自動運転制御装置１００Ａは、第１制御部１２０Ａと、第２制御部１６０と、制御情報１７０とを備える。第１制御部１２０Ａは、行動計画生成部１４０Ａを備える。行動計画生成部１４０Ａは、例えば、取得部１４２を備える。

［制御装置］
制御装置４００は、例えば、認識部４１０と、判定部４２０と、制御部４３０とを備える。認識部４１０は、撮像部により撮像された画像に基づいて、パターンマッチングや、ディープラーニング、その他の画像処理の手法に基づいて、合流地点付近の車両や、車線、車両Ｍが走行する際に必要な物体、表示等を認識する。例えば、認識部４１０は、認識部１３０と同等の機能を有する。判定部４２０は、判定部１４４と同等の機能を有する。

制御部４３０は、第１実施形態の行動計画生成部１４０と同等の機能を有する。ただし、制御部４３０において、第１実施形態の取得部１４２および判定部１４４の機能は省略される。制御部４３０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（車両Ｍに送信された情報である推奨車線）を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、車両Ｍが自動的に将来走行する目標軌道を生成する。また、制御部４３０は、第１実施形態で説明したように、目標軌道を生成する際に、特定制御を行って制御結果に基づいて目標軌道を生成する。

また、制御部４３０は、一定数以上の車両により形成された車列に車両Ｍの前方に位置する他車両ｍが進入することが予測される場合に、他車両ｍの進行方位に基づいて、車両Ｍの複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで車両Ｍを制御するための目標軌道を生成する。そして、生成された目標軌道は、自動運転制御装置１００Ａに送信される。

自動運転制御装置１００Ａは、制御装置４００により送信された目標軌道に基づいて、車両Ｍは走行する。なお、上述した例では、目標軌道は制御装置４００が生成するものとしたが、目標軌道は自動運転制御装置１００Ａが生成してもよい。この場合、制御装置４００の制御部４３０は、車両Ｍの行動に関するパターン、または他車両の状態を自動運転制御装置１００Ａに送信する。自動運転制御装置１００Ａは、送信された車両Ｍの行動に関するパターン、または他車両の状態に基づいて目標軌道を生成する。また、この場合、自動運転制御装置１００Ａは、認識部１３０を備える。

上述した第２実施形態によれば、制御装置４００が、車両Ｍの走行を支援することにより、車両側の処理負荷が軽減される。

［ハードウェア構成］
図１３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ＲＡＭ（Random Access Memory）１００－３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６などが、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。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）などによってＲＡＭ１００－３に展開されて、ＣＰＵ１００－２によって実行される。これによって、認識部１３０、および行動計画生成部１４０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、
車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得し、
前記取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御し、
一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、
前記他車両の進行方位に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する、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。

２‥車両システム、１００‥自動運転制御装置、１２０‥第１制御部、１４０‥行動計画生成部、１４２‥取得部、１４４‥判定部、１４６‥制御部、１６０‥第２制御部

Claims (11)

1. 車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御する行動制御部と、を備え、
   前記行動制御部は、
   一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、前記他車両の進行方位に基づいて、前記他車両が第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるかを判定し、
   判定結果に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する、
   車両制御装置。
2. 前記第１状態、前記第２状態、前記第３状態の順で、前記他車両の中心軸方向と道路長手方向とのなす角が大きい、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記第１状態は、前記他車両が前記車列に割り込もうとしている状態であり、
   前記第２状態は、前記他車両が前記車列に車線変更しようとしている状態であり、
   前記第３状態は、前記他車両が前記車列側に幅寄せしている状態である、
   請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記行動制御部は、
   前記他車両が前記第１状態である場合、第１制御を実行し、
   前記第１制御は、前記車両を減速させる第１減速制御、前記車両の制動装置を動作させる第１制動制御、または、前記車両の加速を抑制させる第１抑制制御である、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記行動制御部は、
   前記他車両が前記第２状態である場合、第２制御を実行し、
   前記第２制御は、前記第１減速制御よりも減速度が小さい減速度で前記車両を減速させる第２減速制御、前記第１制動制御よりも制動度合が小さい制動度合で前記車両の制動装置を動作させる第２制動制御、または、前記第１抑制制御よりも抑制度合が小さい制動度合で前記車両の加速を抑制させる第２抑制制御である、
   請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記行動制御部は、
   前記他車両が前記第３状態である場合、第３制御を実行し、
   前記第３制御は、前記第３状態であると判定される前に実行されていた制御を維持する制御である、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記行動制御部は、前記他車両を前記車両が追従する目標車両に設定する、
   請求項６に記載の車両制御装置。
8. 前記行動制御部は、前記車両が前記他車両と同様の行動を行う場合に前記他車両の進行方位に基づいて、前記他車両が第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるかを判定し、判定結果に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する、
   請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記行動制御部は、前記他車両が前記車列に進入した場合、前記他車両が前記車列に進入した際の進入角度に基づいて、前記車両を制御する、
   請求項１から８のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
10. コンピュータが、
    車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得し、
    前記取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御し、
    一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、前記他車両の進行方位に基づいて、前記他車両が第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるかを判定し、
    判定結果に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御する、
    車両制御方法。
11. コンピュータに、
    車両の周辺を認識する認識部の認識結果を取得させ、
    前記取得された認識結果に基づいて、前記車両の行動を制御させ、
    一定数以上の車両により形成された車列に前記車両の前方に位置する他車両が進入することが予測される場合に、前記他車両の進行方位に基づいて、前記他車両が第１状態、第２状態、または第３状態のうちいずれの状態であるかを判定させ、
    判定結果に基づいて、前記車両の複数の行動に関するパターンのうちいずれかのパターンで前記車両を制御させる、
    プログラム。

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