JP7306247B2

JP7306247B2 - 自動運転車両の制御装置

Info

Publication number: JP7306247B2
Application number: JP2019218845A
Authority: JP
Inventors: 裕人井出; 勇智山ノ内; 敬司山下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: US20210162990A1; CN113002561A; CN113002561B; JP2021088245A; US11590967B2

Description

本発明は、自動運転車両の制御装置、特に交差点における右折（対向車線を横断する交差点通過）の制御に関する。

従来、各種の自動運転車両についての提案がある。例えば、特許文献１では、障害物があっても状況に応じて自動運転する技術について示されており、右折する際に対向車がある場合に、乗員にこれを通知する技術が示されている。また、例えば乗員が手を払うジェスチャーを実行したことを検出した場合に、衝突可能性を除外し、右折することが示されている。

特開２０１８－１４４５７０号公報

しかしながら、特許文献１では、乗員の右折許可のジェスチャーを検出し、その内容を特定する必要があり、処理が複雑なため検出ができない可能性がある。また、右折許可について特別な検出のための装置が必要になる。

本発明は、交差点での右折の指示を効果的に行うことができる自動運転車両の制御装置を提供する。

本発明は、自動運転車両の制御装置であって、右折または左折により交差点を通過する場合であって、対向車を含む走行注意対象が存在する場合に停止させ、停止状態から発進させるための発進スイッチをアクティブにして操作待ちの状態にするとともに、アクティブになったことを乗員に報知し、前記発進スイッチが操作された場合に、右折または左折を実行させる。

また、本発明は、自動運転車両の制御装置であって、衝突の危険が高い場合に乗員の衝突被害を軽減する対策を実行する衝突被害軽減機能を有し、右折または左折により交差点を通過する場合であって、対向車を含む走行注意対象が存在することで停止している状態で、停止状態から発進させるための発進スイッチが操作された場合に、右折または左折を実行させるとともに、前記発進スイッチの操作に応じて、前記衝突被害軽減機能を前記発進スイッチが操作されない場合に比べて制限または無効化し、発進した後、所定時間または所定距離走行後、前記衝突被害軽減機能を通常状態に戻す。

本発明によれば、自動運転車両において、交差点での右左折を適切に行うことができる。

自動運転車両（以下、単に車両という）１０の構成を示すブロック図である。右折時の動作を示すフローチャートである。入出力装置としてのタッチパネルの構成例を示す図である。衝突回避動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態（実施形態）について、図面を参照して説明する。

「車両の構成」
図１は、自動運転車両（以下、単に車両という）１０の構成を示すブロック図である。ここで、「自動運転」の用語は、ドライバーなどの操作によることなく操舵、加減速を行うことなど、車両を自動的に走行させることを広く意味する。

本実施形態では、車両１０は、自動運転モードにおいて、車両周辺を監視しつつ、自動操舵、自動加減速しながら、予め設定されたルートを走行する。

通信装置３０は、外部の施設と無線通信を行う。例えば、地域の自動運転車両の運行管理を行う運行管理センタとの通信や、近くを走る他車との車々間通信、道路に設けられている各種ビーコンなどと通信する。

例えば、車両１０が運行管理センタからの許可を受け、予め定められている管理ルートを走行するものであれば、走行開始時に許可を受け、走行中には運行管理センタから所定位置への到達目標時刻を含む運行スケジュールの提供を随時受信するとよい。

通信装置３０には、制御装置３２が接続されており、通信装置３０において送受信する情報は、制御装置３２によって処理される。制御装置３２は、車両１０の走行を含め動作全体を制御する。

制御装置３２には、自車位置検出器２８、カメラ３４、レーダ５０、データを入力する入力装置３６が接続されており、自車位置検出器２８で検出した自車位置、カメラ３４において撮影された車両１０の周辺の映像、レーダで得られた他車の位置情報、入力装置３６から入力された走行についての指令などが制御装置３２に供給される。自車位置検出器２８は、ＧＰＳ装置などのＧＮＳＳ装置、ジャイロを含むとともに、走行ルートのビーコン、停留所の送信機などからの位置情報も利用して、自車位置情報を随時検出する。ここで、カメラ３４は、前方だけでなく、後方や側方の映像も取得するとよい。また、レーダ５０は、例えばミリ波レーダであり、前方、後方、斜め前方などの物体、移動物体などを検出する。従って、レーダ５０により対向車、交差道路の走行車など他車の位置、走行状態の情報を得ることができる。

入力装置３６には、各種の操作指示のための入力の他、目的地や走行ルートについての情報の入力を行う。また、入力装置３６には、停車状態から発進を指令するための発進スイッチ３６ａ、主に手動モードで使用される操舵、加減速などの操作を行うための機械的操作部３６ｂが含まれている。また、制御装置３２には、ディスプレイ３８ａ、スピーカ３８ｂ、ホーン３８ｃを含む出力装置３８が接続されており、必要な情報がここから出力される。

ここで、入力装置３６、出力装置３８およびその内部の操作部について独立して記載したが、タッチパネルなどの入出力装置を利用することができ、また単一の操作部についての長押しを他の切り替え操作機能に利用することができる。

制御装置３２には、さらに、地図データ記憶部６０が接続されており、地図データ、例えば三次元地図データが記憶されており、制御装置３２は、目的地を設定してのルート探索や、障害物検出などを行う。なお、地図データは、通信で外部から供給を受けてもよい。

また、車両１０には、バッテリ４０、電力変換部４２、駆動モータ４４が搭載されており、バッテリ４０からの直流電力が電力変換部４２で所望の交流電力に変換されて駆動モータ４４に供給される。これによって、駆動モータ４４が駆動され、その出力によって車輪が回転され車両１０が走行する。また、操舵機構４６により、車両１０の操舵が制御される。さらに、制動機構４８により車両の減速、停止が制御される。電力変換部４２、操舵機構４６、制動機構４８は、制御装置３２に接続されており、制御装置３２によって車両１０の走行（操舵、加減速）が制御される。なお、電力変換部４２の制御によって、駆動モータ４４の回生制動も行われる。

このような車両１０では、自車位置検出器２８で検出した位置が、所定位置にあるように走行制御することができる。このため、走行ルートが設定されれば、設定されたルートを自動で走行することができる。

また、地図データ記憶部６０には、上述のように三次元地図データが記憶されており、これとカメラ３４の画像などを利用して障害物などを検出することができ、操舵や制動により衝突回避することができる。なお、進行方向および回転（ヨー）についての加速度センサを設けて、走行速度、操舵をフィードバック制御することも好適である。

「右折時の動作」
図２は、右折時の動作を示すフローチャートである。ここで、本実施形態では、車両が道路の左側を走行することを前提として「右折」を取り上げているが、右側走行であれば「左折」が該当する。すなわち、本制御は、基本的に交差点において対向車線を横断する交差点通過を対象としているが、対向車線を横断しない右左折を含めてもよい。

車両１０の自動運転は、乗員が発進スイッチ３６ａを操作して車両が停止状態から発進することで始まる。通常走行時には、発進スイッチ３６ａは非アクティブ（操作不能）になっている。走行中において、右折交差点に至ったかを判定する（Ｓ１１）。ここで、車両１０は、右折交差点に近づいた場合には、通常動作として右折車線に入るとともに、右折準備の所定速度に減速しておく。そして、右折交差点に入った場合には、対向車があるかを判定する（Ｓ１２）。この判定は、右折が可能であるかという判定であり、歩行者がいるかなども含め、右折における走行注意対象が存在するかの判定も行う。例えば、交差点の横断歩道を歩行する歩行者や、交差点の歩道側で横断をしようとしている人や自転車などが走行注意対象となる。また、カメラ３４の映像、レーダ５０の検出結果などから総合的に判定するとよい。この判定で、ＮＯであれば、右折が可能であり、自動運転で右折する（Ｓ１３）。

Ｓ１２の判定で対向車がある場合、すなわち右折に支障がある場合には、右折待ちの状態で停止する（Ｓ１４）。そして、発進スイッチ３６ａをアクティブにし（Ｓ１５）、操作待ちの状態にする。

ここで、発進スイッチ３６ａがアクティブになったことを乗員に報知する。例えば、画面上での発進スイッチ３６ａの色を変えたり、光らせたり、点滅させたりすることで報知することができる。また、音や振動を出力してもよい。このように、車両１０を停止させた後に、発進スイッチ３６ａを光らせたりすることで、乗員においていつ発進スイッチ３６ａを押せばよいかが明確となり、乗員の操作をガイドすることができる。

次に、発進スイッチ３６ａが操作されたかを判定する（Ｓ１６）。すなわち、右折が可能か否かを乗員が判定し、右折の許可を乗員が行う。そして、発進スイッチ３６ａの操作に応じて車両１０が発進する（Ｓ１７）とともに、衝突被害軽減機能をオフ（無効化）する（Ｓ１８）。なお、衝突被害軽減機能をオフするのではなく、予定進路上の範囲のみに限定するなどの制限を加えることにしてもよい。また、カメラ３４の映像や、レーダ５０の検出結果から危険と判断された場合には、発進を中止するとよい。

そして、自動運転で交差点を右折する（Ｓ１９）。また、所定時間または所定距離走行した場合（Ｓ２０でＹＥＳ）に、衝突被害軽減機能を通常状態に戻す（オン（有効化）または制限の解除）にする（Ｓ２１）。

ここで、衝突被害軽減機能は、レーダ５０などの検出結果から、衝突危険性が高いと判断された際に、衝突警報、制動力を補助するブレーキアシスト制御、シートベルトをモータで巻取り乗員を拘束するシートベルト制御、エアバッグの作動準備を開始するエアバッグ制御などの被害軽減対策を行う機能である。右折時に衝突被害軽減機能をオフしておくことで、スムーズに右折が完了し、その後の通常走行時には衝突被害軽減機能を有効に使用することができる。衝突被害軽減機能をオフするのは、右折動作の完了時までとすればよい。

このように、本実施形態によれば、交差点右折時に、一旦停止した後、乗員による発進スイッチ３６ａの操作により右折することができる。従って、対向車線に車両が停止しており、譲り合い状態に陥ってしまった場合などに、適切に右折を完了することができる。

また、発進の指令について、発進スイッチ３６ａを用いるが、この発進スイッチ３６ａは、右折時以外にも使用される。例えば、発進スイッチ３６ａは、次のような車両１０を停止状態から発進させる際に使用される。
・自動運転の開始時において、発進スイッチ３６ａが操作されたことで、車両１０を発進させて自動運転を開始する。
・走行中に障害物などを検出し、衝突回避機能により停止した場合に、発進スイッチ３６ａが操作されたことで発進する。

このように、自動運転のいくつかの機能に使用する発進スイッチ３６ａを右折時の発進スイッチに兼用することで、新たにスイッチを設ける必要がなくなる。また、発進スイッチ３６ａの操作は明確な操作であり、乗員の特別な右折許可動作を検出させることなく、右折させることができる。さらに、発進スイッチ３６ａは操作されるべき時に、それを報知するので、乗員は容易に操作することができる。

「操作パネル」
図１においては、入力装置３６と出力装置３８としてのディスプレイ３８ａとを別々に記載した。しかし、入力装置３６には、タッチパネルなどを利用する場合が多く、この場合に出力装置３８であるディスプレイ３８ａの前面に対するオペレータの指等の接触や近接が入力として検出される。

図３は、入出力装置としてのタッチパネル７０の構成例を示す図である。画面の最上部左側には、バッテリマークが表示され、その右側に残量がバーで表示される。その下の段の左右にはウィンカーの表示、中央にヘッドランプについてのハイビーム、下向きビームの操作表示スイッチと、テールランプの操作表示スイッチが配置される。

その下に、自動（ＡＵＴＯ）モード、半自動（ＳＥＭＩ－ＡＵＴＯ）モード、手動（ＭＡＮＵＡＬ）モードの３つのモード選択スイッチが設けられ、いずれかを操作することによって、そのモードになる。半自動モードは、例えば外部との通信が制限された状態での自動運転モードであり、手動モードはドライバーの操作によって走行するモードである。

その下には、シフトの操作表示スイッチがあり、現在のシフトの表示が大きくなった状態で点灯している。

その下には、ルート表示エリア７４があり、ルート表示や、目的地の選択表示など、各種の表示操作スイッチの表示が行える。このルート表示エリア７４の左および下には各種機器の表示操作スイッチが配置される。

そして、最下段には、発進スイッチ３６ａが配置されている。この発進スイッチ３６ａは、上述したように、乗員の操作によって、発進意思等を確認するためのものであり、複数の発進操作に共用される。

発進スイッチ３６ａは、上述したようにアクティブになった際に表示状態が変更され、乗員が操作タイミングであることを知ることができる。

「障害物との衝突回避」
図４は、衝突回避動作を示すフローチャートである。まず、衝突回避のための設定として、通常走行時に衝突回避機能はオン、発進スイッチは非アクティブ（操作不能）になっている。そして、走行中は、障害物を検出したかを判定し（Ｓ３１）、障害物を検出した場合には、衝突回避動作を実行し、停止する（Ｓ３２）。この衝突回避動作は、障害物との衝突を避けるための操舵と、道路脇への停車を含むことが好適であるが、停車のみで衝突を回避できる場合には、停車のみでもよい。

このようにして、停車した場合には、発進スイッチ３６ａをアクティブ（操作可能）にする（Ｓ３３）。なお、カメラ３４の画像などから、制御装置３２において、安全と判断された場合に、発進スイッチ３６ａをアクティブにしてもよい。

そして、発進スイッチ３６ａが操作されたかを判定する（Ｓ３４）。すなわち、衝突回避により停止している車両１０は、安全が確認できた場合に、走行を再開する。安全確認は、上述のように、カメラ３４の画像などからもできるが、最終的な確認を人間の判断によることとしている。そこで、車両１０に乗車している乗員が発進スイッチ３６ａを操作することで、安全確認ができたこととする。

Ｓ３４で、発進スイッチ３６ａが押された場合には、まず、衝突回避機能をオフし（Ｓ３５）、衝突回避機能により、停止している状態を解除する。そして、車両１０が発進する（Ｓ３６）。この例では、自動運転で加減速、操舵を行い、走行する。

次に、所定時間または所定距離走行したかを判定し（Ｓ３７）、この判定でＹＥＳの場合には、衝突回避機能をオンする（Ｓ３８）。これによって、通常の自動走行に戻る。

このように、本実施形態によれば、衝突回避機能により停止した状態において、乗員により発進スイッチ３６ａが操作されたことを条件に、車両１０が発進するので、不用意な発進を確実に防止できる。

１０車両、２８自車位置検出器、３０通信装置、３２制御装置、３４カメラ、３６入力装置、３６ａ発進スイッチ、３８出力装置、３８ａディスプレイ、３８ｂスピーカ、３８ｃホーン、４０バッテリ、４２電力変換部、４４駆動モータ、４６操舵機構、４８制動機構、５０レーダ、６０地図データ記憶部、７０タッチパネル、７４ルート表示エリア。

Claims

自動運転車両の制御装置であって、
右折または左折により交差点を通過する場合であって、対向車を含む走行注意対象が存在する場合に停止させ、
停止状態から発進させるための発進スイッチをアクティブにして操作待ちの状態にするとともに、アクティブになったことを乗員に報知し、
前記発進スイッチが操作された場合に、右折または左折を実行させる、
自動運転車両の制御装置。
自動運転車両の制御装置であって、
衝突の危険が高い場合に乗員の衝突被害を軽減する対策を実行する衝突被害軽減機能を有し、
右折または左折により交差点を通過する場合であって、対向車を含む走行注意対象が存在することで停止している状態で、停止状態から発進させるための発進スイッチが操作された場合に、右折または左折を実行させるとともに、
前記発進スイッチの操作に応じて、前記衝突被害軽減機能を前記発進スイッチが操作されない場合に比べて制限または無効化し、発進した後、所定時間または所定距離走行後、前記衝突被害軽減機能を通常状態に戻す、
自動運転車両の制御装置。