JP7380489B2 - 走行制御装置および走行制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を自動的に制御する走行制御装置および走行制御方法に関する。

車両に搭載されたカメラにより生成された周辺画像に基づいて車両の走行を自動的に制御する走行制御装置が知られている。走行制御装置は、周辺画像から車線区画線を検出し、車線区画線によって区画される車線を走行するように車両の走行を制御する。

特許文献１には、車線区画線が検出されない区間（無車線区間）であっても運転支援を行う運転支援装置が記載されている。特許文献１に記載の運転支援装置は、高速道路の料金所の前後といった無車線区間において、自車位置から料金所の位置を経て目標レーンの位置に至る予定走行路を走行するように車両を制御する。

特開２０１６－２２２１７０号公報

無車線区間の後に走行する目標レーンを、最も左の車線といった予め定められた基準に従って選択する場合、走行制御装置は、運転者の想定しない経路による走行制御を行うことがある。

本発明は、無車線区間で運転者にとって違和感のない経路を選択可能な走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる走行制御装置は、車両が走行している複数の車線を有する第１車線区間において、車両が走行している現在車線を特定する第１特定部と、車両の現在位置から所定距離以内の前方に、第１車線区間と、第１車線区間が有する車線の数より少ない複数の車線を有する第２車線区間とに挟まれた、車線を有しない無車線区間を検出する無車線区間検出部と、第２車線区間が有する複数の車線のうち、現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定する第２特定部と、無車線区間における経路として、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択する選択部と、を備える。

本発明にかかる走行制御装置において、選択部は、第１車線区間において現在車線に隣接する２つの車線のうち、第２車線区間において特定された車線に合流する車線を他車両が走行しており、かつ、２つの車線のうち他方の車線を他車両が走行していない場合、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路に代えて、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線に隣接する車線のうち第１車線区間において他車両が走行している車線が合流しない車線とを接続する経路を選択することが好ましい。

本発明にかかる走行制御装置は、無車線区間が検出されてから車両が無車線区間に到達するまでに、車両の運転者に対してステアリングホイールの保持要求を通知する通知部をさらに備えることが好ましい。

本発明にかかる走行制御装置は、無車線区間を走行中におけるステアリングホイールへの操作に対する反力を、無車線区間でない区間を走行中における反力よりも減少させる操舵制御部をさらに備えることが好ましい。

本発明にかかる走行制御方法は、車両が走行している複数の車線を有する第１車線区間において、車両が走行している現在車線を特定し、車両の現在位置から所定距離以内の前方に、第１車線区間と、第１車線区間が有する車線の数より少ない複数の車線を有する第２車線区間とに挟まれた、車線を有しない無車線区間を検出し、第２車線区間が有する複数の車線のうち、現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定し、無車線区間における経路として、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択する、ことを含む。

本発明にかかる走行制御装置によれば、無車線区間の前後での運転者が想定しない車線変更を減少させることができる。

走行制御装置が実装される車両の概略構成図である。 走行制御装置のハードウェア模式図である。 走行制御装置が有するプロセッサの機能ブロック図である。 走行制御の第１の例を説明する図である。 走行制御の第２の例を説明する図である。 走行制御処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して、無車線区間の前後での運転者が想定しない車線変更を減少させることができる走行制御装置について詳細に説明する。走行制御装置は、車両が走行している複数の車線を有する第１車線区間において、車両が走行している現在車線を特定する。走行制御装置は、車両の現在位置から所定距離以内の前方に、第１車線区間と、第１車線区間が有する車線の数より少ない複数の車線を有する第２車線区間とに挟まれた、車線を有しない無車線区間を検出する。さらに、走行制御装置は、第２車線区間が有する複数の車線のうち、現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定する。そして、走行制御装置は、無車線区間における経路として、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択する。

図１は、走行制御装置が実装される車両の概略構成図である。

車両１は、カメラ２と、ステアリングホイール３と、メーターディスプレイ４と、ＧＮＳＳ受信機５と、ストレージ装置６と、走行制御装置７とを有する。カメラ２、ステアリングホイール３、メーターディスプレイ４、ＧＮＳＳ受信機５およびストレージ装置６と、走行制御装置７とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。

カメラ２は、車両近傍の状況を検出するためのセンサの一例である。カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳなど、赤外光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上の撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。カメラ２は、例えば車室内の前方上部に、前方を向けて配置され、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとにフロントガラスを介して車両１の周辺の状況を撮影し、周辺の状況に対応した画像を出力する。

ステアリングホイール３は、運転操作受付部の一例であり、車両１を操舵するステアリング機構の動作を要求する運転者の操作を受け付ける。ステアリング機構の動作を要求する操作は、例えば、ステアリングホイール３を右回りまたは左回りに回転させる操作である。車両１は、他の運転操作受付部として、不図示のアクセルペダルおよびブレーキペダルを有する。

メーターディスプレイ４は、表示部の一例であり、例えば液晶ディスプレイを有する。メーターディスプレイ４は、車内ネットワークを介して走行制御装置７から受け取った信号に従って、車両１の走行に関する情報を、運転者に視認可能に表示する。

ＧＮＳＳ受信機５は、所定の周期ごとにＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号を受信し、受信したＧＮＳＳ信号に基づいて車両１の自己位置を測位する。ＧＮＳＳ受信機５は、所定の周期ごとに、ＧＮＳＳ信号に基づく車両１の自己位置の測位結果を表す測位信号を、車内ネットワークを介して走行制御装置７へ出力する。

ストレージ装置６は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置６は、高精度地図を記憶する。高精度地図には、例えば、その高精度地図に表される所定の領域に含まれる各道路についての車線区画線を表す情報が含まれる。

走行制御装置７は、通信インタフェースと、メモリと、プロセッサとを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。走行制御装置７は、通信インタフェースを介してカメラ２から受信する画像に基づいて、車両１の前方の無車線区間を検出し、無車線区間における車両の走行を制御する。

図２は、走行制御装置７のハードウェア模式図である。走行制御装置７は、通信インタフェース７１と、メモリ７２と、プロセッサ７３とを備える。

通信インタフェース７１は、通信部の一例であり、走行制御装置７を車内ネットワークへ接続するための通信インタフェース回路を有する。通信インタフェース７１は、受信したデータをプロセッサ７３に供給する。また、通信インタフェース７１は、プロセッサ７３から供給されたデータを外部に出力する。

メモリ７２は、記憶部の一例であり、揮発性の半導体メモリおよび不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ７２は、プロセッサ７３による処理に用いられる各種データ、例えば無車線区間の検出対象となる現在位置から前方の距離範囲を定める距離閾値、道路において走行車線が配置される方向を表す走行車線方向情報等を保存する。また、メモリ７２は、各種アプリケーションプログラム、例えば走行制御処理を実行する走行制御プログラム等を保存する。

プロセッサ７３は、制御部の一例であり、１以上のプロセッサおよびその周辺回路を有する。プロセッサ７３は、論理演算ユニット、数値演算ユニット、またはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。

図３は、走行制御装置７が有するプロセッサ７３の機能ブロック図である。

走行制御装置７のプロセッサ７３は、機能ブロックとして、第１特定部７３１と、無車線区間検出部７３２と、第２特定部７３３と、選択部７３４と、経路走行部７３５と、通知部７３６と、操舵制御部７３７とを有する。プロセッサ７３が有するこれらの各部は、プロセッサ７３上で実行されるプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ７３が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、またはファームウェアとして走行制御装置７に実装されてもよい。

第１特定部７３１は、通信インタフェースを介してカメラ２から受信する画像を、車線区画線を検出するように予め学習された識別器に入力することにより、車両１が走行している第１車線区間が有する複数の車線のうち、車両１が走行している現在車線を特定する。車線区画線は、車線を区分するために道路上に表示される線である。

識別器は、例えば、入力側から出力側に向けて直列に接続された複数の層を有する畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）とすることができる。予め車線区画線を含む画像を教師データとして用いてＣＮＮに入力し、学習を行うことにより、ＣＮＮは車線区画線を含む画像を検出する識別器として動作する。

例えば、カメラ２から受信した第１車線区間の周辺を表す画像から、車両１の左側に１本、右側に２本の車線区画線が検出された場合、第１特定部７３１は、第１車線区間が有する２本の車線のうち左側の車線を、現在車線として特定する。

無車線区間検出部７３２は、受信した画像から検出された車線区画線に基づいて、車両の現在位置から所定距離以内の前方に、第１車線区間と第２車線区間とに挟まれた、車線を有しない無車線区間を検出する。第２車線区間は、第１車線区間が有する車線の数より少ない複数の車線を有する区間である。画像の水平方向に車線区画線が３本以上検出されている場合、無車線区間検出部７３２は、左端および右端の車線区画線により区画される道路が、それらの間の車線区画線により複数の車線に区画されていると判定する。例えば、受信した画像から、画像の下端から上端に向けて、複数の車線に区画された車線区間と、車線区画線が２本だけ検出される区間と、車線区間とが順に検出されたとする。この場合、無車線区間検出部７３２は、車線区画線が２本だけ検出される区間を、画像の下端側の第１車線区間と上端側の第２車線区間とに挟まれた無車線区間と判定する。

無車線区間検出部７３２は、ストレージ装置６に記憶された高精度地図に基づいて無車線区間を検出してもよい。例えば、無車線区間検出部７３２は、ＧＮＳＳ受信機５から測位信号を受信する。無車線区間検出部７３２は、測位信号に対応する地点の高精度地図をストレージ装置６から取得する。そして、無車線区間検出部７３２は、高精度地図における車線区画線の情報に基づいて、無車線区間を検出する。

第２特定部７３３は、第２車線区間が有する複数の車線のうち、現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定する。車線の終点または始点は、車線を区画する一対の車線区画線のそれぞれの末端の中間に位置する点である。

選択部７３４は、無車線区間における経路として、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択する。

経路走行部７３５は、選択部７３４により選択された経路に従って走行するよう、入出力インタフェースを介して車両１の走行機構（不図示）に制御信号を出力する。走行機構には、例えば車両１に動力を供給するエンジン、車両１の走行速度を減少させるブレーキ、および車両１を操舵するステアリング機構が含まれる。

通知部７３６は、無車線区間が検出されてから車両１が無車線区間に到達するまでに、通信インタフェース７１を介してメーターディスプレイ４に、車両１の運転者に対してステアリングホイール３の保持要求を通知するための情報を表示させる表示信号を送信する。車両１の運転者に対してステアリングホイール３の保持要求を通知するための情報は、例えば「ステアリングホイールを保持してください」といった文章、ステアリングホイールを保持する様子を示す画像などである。また、通知部７３６は、通信インタフェース７１を介して車載スピーカ（不図示）に、ステアリングホイールの保持要求を通知する音声を再生させる音声信号を送信してもよい。

操舵制御部７３７は、車両１の運転者によるステアリングホイール３への操作に対する反力を設定する。操舵制御部７３７は、ステアリングホイール３に設けられたアクチュエータ（不図示）を制御するステアリングコントローラ（不図示）に、通信インタフェース７１を介して反力を設定するための反力設定信号を送信する。操舵制御部７３７は、無車線区間を走行中に、無車線区間でない区間を走行中における反力よりも反力を減少させるように、ステアリングコントローラに反力設定信号を送信する。

無車線区間を走行中に、操舵制御部７３７がステアリングホイール３の反力を減少させる制御を行うことにより、運転者はステアリングホイール３の操舵をより少ない力で行うことができる。

図４は、走行制御の第１の例を示す図である。

車両１は、図面の下から上に向けて走行している。このとき、車両１の第１特定部７３１は、カメラ２により撮影された画像から、画像の水平方向に５本の車線区画線ＬＬ１１１－ＬＬ１１５を検出する。画像の水平方向に車線区画線が３本以上検出されるため、車両１が現在走行している道路の区間は、複数の車線に区画された第１車線区間ＬＺ１１である。そして、第１特定部７３１は、第１車線区間ＬＺ１１における左から２番目の車線Ｌ１１２を現在車線として特定する。

無車線区間検出部７３２は、車両１の現在位置の前方に、画像の水平方向に車線区画線ＬＬ１１１およびＬＬ１１５の２本だけ検出される無車線区間ＮＬＺ１を検出する。また、無車線区間検出部７３２は、無車線区間ＮＬＺ１のさらに前方に、画像の水平方向に４本の車線区画線ＬＬ１１１、ＬＬ１２１、ＬＬ１２２、ＬＬ１１５が検出される車線区間を検出する。車線Ｌ１２１－Ｌ１２３を有する車線区間は、第１車線区間ＬＺ１１が有する車線の数とは異なる複数の車線を有する第２車線区間ＬＺ１２である。図４の例で、第２車線区間ＬＺ１２が有する車線の数は３であり、第１車線区間ＬＺ１１が有する車線の数の４よりも少ない。

第２特定部７３３は、第２車線区間ＬＺ１２が有する車線Ｌ１２１－Ｌ１２３のうち、現在車線である車線Ｌ１１２の終点Ｅ１１２からの距離が最短となる始点を有する車線を特定する。車線Ｌ１１２の終点Ｅ１１２から車線Ｌ１２１の始点Ｓ１２１までの距離Ｄ１２１は、終点Ｅ１１２から車線Ｌ１２２の始点Ｓ１２２までの距離Ｄ１２２および終点Ｅ１１２から車線Ｌ１２３の始点Ｓ１２３までの距離Ｄ１２３よりも短い。そのため、第２特定部７３３は、現在車線である車線Ｌ１１２の終点Ｅ１１２からの距離が最短となる始点を有する車線として、車線Ｌ１２１を特定する。

選択部７３４は、無車線区間ＮＬＺ１における経路として、車線Ｌ１１２の終点Ｅ１１２と車線Ｌ１２１の始点Ｓ１２１とを接続する経路Ｒ１２１を優先して選択する。そして、経路走行部７３５は、車両１が経路Ｒ１２１に従って走行するよう、入出力インタフェースを介して車両１の走行機構（不図示）に制御信号を出力する。

図５は、走行制御の第２の例を示す図である。

走行制御の第２の例では、車線Ｌ２１１－Ｌ２１４を有する第１車線区間ＬＺ２１において車両１が走行している車線Ｌ２１２に隣接する２つの車線Ｌ２１１およびＬ２１３のうち車線Ｌ２１１には、他車両１０が走行している。また、第１車線区間ＬＺ２１において車線Ｌ２１２に隣接する他方の車線Ｌ２１３には、他車両は走行していない。なお、選択部７３４は、例えばカメラ２から受信した画像を、他車両を検出するよう予め学習された識別器に入力することにより、車両１の周囲を走行する他車両を検出する。

第２車線区間ＬＺ２２が有する車線Ｌ２２１－Ｌ２２３のうち、車線Ｌ２２１が、車両１が走行する車線Ｌ２１２の終点Ｅ２１２からの距離が最短となる始点を有する車線として特定される。一方、第２車線区間ＬＺ２２が有する車線Ｌ２２１－Ｌ２２３のうち、他車両１０が走行する車線Ｌ２１１の終点Ｅ２１１からの距離が最短となる始点を有する車線もまたＬ２２１である。すなわち、他車両１０が走行する車線Ｌ２１１は、第２車線区間ＬＺ２２において特定された車線に合流する車線である。このように、第２車線区間ＬＺ２２の車線数が第１車線区間ＬＺ２１より少ない場合、第１車線区間ＬＺ２１の複数の車線から第２車線区間ＬＺ２２の１つの車線に経路が設定され、合流が生じる。

図５に示す例において、選択部７３４は、無車線区間における経路として、現在車線の終点Ｅ２１２と第２車線区間ＬＺ２２において特定された車線Ｌ２２１の始点Ｓ２２１とを接続する経路Ｒ２２１に代えて、経路Ｒ２２２を選択する。経路Ｒ２２２は、現在車線の終点Ｅ２１２と、第２車線区間ＬＺ２２において特定された車線Ｌ２２１に隣接する車線のうち、他車両が走行している車線Ｌ２１１が合流しない車線Ｌ２２２の始点Ｓ２２２とを接続する経路である。そして、経路走行部７３５は、車両１が経路Ｒ２２２に従って走行するよう、入出力インタフェースを介して車両１の走行機構（不図示）に制御信号を出力する。

図７は、走行制御処理のフローチャートである。走行制御装置７は、車両１が走行する間、処理を所定の時間間隔（例えば1/10秒間隔）で繰り返し実行する。

まず、第１特定部７３１は、車両１が走行している複数の車線を有する第１車線区間において、車両１が走行している現在車線を特定する（ステップＳ１）。

次に、無車線区間検出部７３２は、現在位置から所定距離以内の前方に、第１車線区間と第２車線区間とに挟まれた無車線区間を検出する（ステップＳ２）。

続いて、第２特定部７３３は、第２車線区間が有する複数の車線のうち、現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定する（ステップＳ３）。

そして、選択部７３４は、無車線区間における経路として、現在車線の終点と第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択し（ステップＳ４）、走行制御処理を終了する。

このように走行制御処理を実行することにより、走行制御装置７は、無車線区間の前後での運転者が想定しない車線変更を減少させることができる。

当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

１ 車両
７ 走行制御装置
７３１ 第１特定部
７３２ 無車線区間検出部
７３３ 第２特定部
７３４ 選択部
７３５ 経路走行部
７３６ 通知部
７３７ 操舵制御部

Claims (5)

1. 車両が走行している複数の車線を有する第１車線区間において、前記車両が走行している現在車線を特定する第１特定部と、
   前記車両の現在位置から所定距離以内の前方に、前記第１車線区間と、前記第１車線区間が有する車線の数より少ない複数の車線を有する第２車線区間とに挟まれた、車線を有しない無車線区間を検出する無車線区間検出部と、
   前記第２車線区間が有する複数の車線のうち、前記現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定する第２特定部と、
   前記無車線区間における経路として、前記現在車線の終点と前記第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択する選択部と、
   を備える走行制御装置。
2. 前記選択部は、前記第１車線区間において前記現在車線に隣接する２つの車線のうち、前記第２車線区間において特定された車線に合流する車線を他車両が走行しており、かつ、前記２つの車線のうち他方の車線を他車両が走行していない場合、前記現在車線の終点と前記第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路に代えて、前記現在車線の終点と前記第２車線区間において特定された車線に隣接する車線のうち前記第１車線区間において前記他車両が走行している車線が合流しない車線とを接続する経路を選択する、請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記無車線区間が検出されてから前記車両が前記無車線区間に到達するまでに、前記車両の運転者に対してステアリングホイールの保持要求を通知する通知部をさらに備える、請求項１または２に記載の走行制御装置。
4. 前記無車線区間を走行中における前記ステアリングホイールへの操作に対する反力を、前記無車線区間でない区間を走行中における前記反力よりも減少させる操舵制御部をさらに備える、請求項３に記載の走行制御装置。
5. 車両が走行している複数の車線を有する第１車線区間において、前記車両が走行している現在車線を特定し、
   前記車両の現在位置から所定距離以内の前方に、前記第１車線区間と、前記第１車線区間が有する車線の数より少ない複数の車線を有する第２車線区間とに挟まれた、車線を有しない無車線区間を検出し、
   前記第２車線区間が有する複数の車線のうち、前記現在車線の終点からの距離が最短となる始点を有する車線を特定し、
   前記無車線区間における経路として、前記現在車線の終点と前記第２車線区間において特定された車線の始点とを接続する経路を優先して選択する、
   ことを含む走行制御方法。

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