JP7400914B1

JP7400914B1 - 自動運転装置

Info

Publication number: JP7400914B1
Application number: JP2022153062A
Authority: JP
Inventors: 英之原
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2022-09-26
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2042-09-26
Also published as: JP2024047447A

Abstract

【課題】自車両Ｖを横断歩道の手前に停止させる運転行動を決定する処理を簡潔にする。【解決手段】ポテンシャル場に基づいて自車両Ｖの運転行動を決定する自動運転装置１は、自車両Ｖの進行方向の前方に自車両Ｖが停車すべき横断歩道が特定されると、横断歩道に対する自車両Ｖの停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部１２５と、ポテンシャルモードが出力モードになったら、特定された横断歩道の位置に停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部１２６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の運転行動を決定する自動運転装置に関する。

自車両が走行する道路の道路標識に応じて自車両の運転行動を決定する技術が知られている。特許文献１には、自車両の周辺を走行するバイクを自車両が追い越した後に、停止線や横断歩道などの道路標識に従って一時停止したら、追い越したバイクに追いつかれるかを判定して、自車両の運転行動を決定する技術が開示されている。

特開２０２１－１５４７９４号公報

自車両が走行する道路には、停止線や横断歩道だけでなく、追い越し禁止や転回禁止等の複数の道路標識がある。複数の道路標識毎に、自車両周辺の他車両と自車両の位置関係を判定して運転行動を決定すると、運転行動を決定する処理が複雑になってしまう。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、自車両を横断歩道の手前に停止させる運転行動を決定する処理を簡潔にすることを目的とする。

本発明の態様においては、ポテンシャル場に基づいて自車両の運転行動を決定する自動運転装置であって、前記自車両の進行方向の前方に前記自車両が停車すべき横断歩道が特定されると、前記横断歩道に対する前記自車両の停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部と、前記ポテンシャルモードが前記出力モードになったら、特定された前記横断歩道と前記自車両との間の位置に前記停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部と、を備える自動運転装置を提供する。

前記交通ポテンシャル生成部は、前記横断歩道と前記自車両との間に停止線が特定されたら、特定された前記停止線の位置に前記停止位置ポテンシャルを出力し、前記停止線が特定されなければ、前記横断歩道と前記自車両との間であり、かつ前記横断歩道から所定の停止距離だけ離れた停止位置に前記停止位置ポテンシャルを生成してもよい。

前記出力モード決定部は、前記横断歩道を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしたら、前記ポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力しない不出力モードに決定してもよい。

前記出力モード決定部は、前記横断歩道に対応する信号の状態が進行可を示す状態であり、かつ前記自車両の周辺に障害物が検出されていなければ、前記進行可能条件を満たしたと判定し、前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定してもよい。

前記出力モード決定部は、前記自車両の周辺に障害物が検出されていなくても、前記信号の状態が進行不可を示す状態であれば、前記進行可能条件を満たしていないと判定し、前記ポテンシャルモードを前記出力モードに決定してもよい。

前記出力モード決定部は、前記横断歩道に対応する信号が特定されていない場合、前記横断歩道を含む所定の判定範囲内及び前記自車両の周辺に障害物が検出されていなければ前記進行可能条件を満たしたと判定して、前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定してもよい。

本発明によれば、自車両を横断歩道の手前に停止させる運転行動を決定する処理を簡潔にできるという効果を奏する。

自動運転装置の構成を説明するための図である。横断歩道を説明するための図である。横断歩道ステートマシンの模式図である。停止位置ポテンシャルを説明するための図である。停止線がない横断歩道の模式図である。横断歩道の対応モードを決定する処理の一例を示すフローチャートである。安全状態モード決定処理の一例を示すフローチャートである。信号機モード決定処理の一例を示すフローチャートである。

［自動運転装置１の構成］
図１は、自動運転装置１の構成を説明するための図である。自動運転装置１は、自動運転車両である自車両Ｖに搭載されている。自車両Ｖは、自動運転装置１の他に、センサ群２及びＥＣＵＵ（Electronic Control Unit）３を搭載している。

センサ群２は、自車両Ｖの状態及び周辺環境を検出するセンサである。センサ群２は、例えば自車両Ｖの状態として車速を検出する車速センサ及び加速度を検出する加速度センサを含み、自車両Ｖの車速及び加速度を検出する。センサ群２は、車両の位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含み、自車両Ｖの位置を検出する。また、センサ群２は、自車両Ｖの状態として、ヨーレートを検出するセンサを含み、ヨーレートを検出する。

センサ群２は、周辺環境を検出するセンサとして、カメラ、レーダ、ＬＩＤＡＲ等の外部センサを有する。センサ群２は、外部センサの出力値を自動運転装置１に出力する。

ＥＣ３は、自車両Ｖを制御する制御装置である。ＥＣＵ３は、自動運転装置１が決定した運転行動に従い、自車両Ｖの加速度及びヨーレートを制御する。例えば、ＥＣＵ３は、自動運転装置１が決定した加速度になるように自車両Ｖの駆動輪に接続されたエンジンのスロットル開度又はモータに供給する電力量を制御する。また、ＥＣＵ３は、自動運転装置１が決定したヨーレートになるように、自車両Ｖの操舵輪の角度を制御する。

自動運転装置１は、記憶部１１及び制御部１２を備える。記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部１１は、制御部１２が実行するプログラムを記憶する。記憶部１１は、自車両Ｖが走行する道路を含む地図を記憶していてもよい。例えば、記憶部１１は、信号機の位置、停止線の位置、横断歩道の位置及び交差点の位置を含む地図を記憶する。

制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部１２は、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、障害物検出部１２１、基本走行モード決定部１２２、基本走行ポテンシャル生成部１２３、障害物ポテンシャル生成部１２４、出力モード決定部１２５、交通ポテンシャル生成部１２６、コスト関数生成部１２７及び運転行動決定部１２８としての機能を実現する。

障害物検出部１２１は、塀、ガードレール、道路標示、道路標識、看板等の静止障害物を検出する。例えば、障害物検出部１２１は、センサ群２に含まれるカメラが撮像した撮像画像を解析することにより、道路標示を検出する。道路標示は、例えば横断歩道である。横断歩道は、歩行者の横断の用に供するための道路の部分である。

図２は、横断歩道４を説明するための図である。障害物検出部１２１は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方を撮像した撮像画像を解析することにより、進行方向Ｘの前方に存在する横断歩道４の位置を検出する。障害物検出部１２１は、記憶部１１に記憶された地図を参照して、自車両Ｖの位置から基準距離以上の検出距離以内の自車両Ｖの走行経路上の横断歩道４の位置を取得することにより、自車両Ｖの進行方向Ｘ前方の横断歩道４を特定してもよい。基準距離は、例えば５０メートルであるが、これに限定するものではない。障害物検出部１２１は、検出距離を、自車両Ｖの車速が大きいほど基準距離よりも長くする。

障害物検出部１２１は、横断歩道４を特定する処理と同様の処理を行い、横断歩道４と自車両Ｖの間の停止線５を検出する。障害物検出部１２１は、撮像画像を解析したり、地図を参照したりすることにより、横断歩道４と自車両Ｖの間の停止線５がないことを検出してもよい。同様に、障害物検出部１２１は、車両が横断歩道４の手前に必ず一時停止すべきことを示す「止まれ」の道路標識を検出したり、「止まれ」の道路標識が無いことを検出したりする。

障害物検出部１２１は、撮像画像を解析することにより、横断歩道４に対応する信号機４１を検出する。具体的には、障害物検出部１２１は、信号機４１に含まれる信号の発光状態に基づき信号機の状態を検出する。信号機の状態は、進行可を示す状態と、進行不可を示す状態とである。進行可を示す状態は、信号機のうちの青信号４１１が点灯している状態である。進行不可を示す状態は、赤信号４１３が点灯している状態、又は黄信号４１２が点滅又は点灯している状態である。黄信号４１２が点滅又は点灯している状態は、安全に停止できない場合を除いて進行不可を示す状態である。障害物検出部１２１は、横断歩道４に対応する信号機４１が無いことを検出してもよい。

障害物検出部１２１は、撮像画像を解析することにより、自車両Ｖが走行中の走行車線の車道外側線Ｇ及び車線境界線Ｋを検出する。具体的には、障害物検出部１２１は、車道外側線Ｇ及び車線境界線Ｋの位置を検出する。障害物検出部１２１は、車道外側線Ｇ及び車線境界線Ｋを検出すると、車道外側線Ｇと車線境界線Ｋの距離を、走行車線の幅として検出する。

障害物検出部１２１は、センサ群２の出力値に基づいて自車両Ｖの周囲の障害物を検出する。例えば、障害物検出部１２１は、他車両、自転車、歩行者等の移動障害物を検出する。

基本走行モード決定部１２２は、複数の走行モードから一の走行モードを選択することにより自車両Ｖの基本走行モードを決定する。複数の走行モードは、車線維持モード、車線変更モード及び障害物回避モードである。基本走行モード決定部１２２は、自車両Ｖが走行中の走行車線を走行し続けるように、基本走行モードを車線維持モードに決定している。基本走行モード決定部１２２は、基本走行モードを車線維持モードに決定している間、自車両Ｖが走行中の走行車線の幅方向における中心位置を走行する走行軌道を生成する。具体的には、基本走行モード決定部１２２は、自車両Ｖが走行する道路の制限速度、周辺の物体（他車両、自転車、歩行者等）に基づき、自車両Ｖの目標速度、目標位置及び目標位置への目標到達時刻を含む走行軌道を決定する。

基本走行モード決定部１２２は、自車両Ｖの走行車線の進行方向Ｘ前方に静止障害物が検出されたら、静止障害物を回避する走行軌道として、自車両Ｖの複数の走行モードの各々に応じた走行軌道を生成する。走行軌道は、障害物を回避する障害物回避モードに対応する回避軌道及び車線変更して障害物を回避する車線変更モードに対応する軌道である。また、基本走行モード決定部１２２は、現在の走行車線を維持する車線維持モードに対応する走行軌道を生成する。

基本走行ポテンシャル生成部１２３は、決定した走行モードの走行軌道に応じて車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルを生成する。具体的には、基本走行ポテンシャル生成部１２３は、走行モードの走行軌道を走行するように設定された基本走行ポテンシャル場を生成し、生成した基本走行ポテンシャル場に応じて車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルを生成する。車速ポテンシャルは、自車両Ｖの目標速度と現時刻の速度との差に比例する引力又は斥力ポテンシャルである。車線ポテンシャルは、自車両Ｖの目標位置を基準とするポテンシャルであり、自車両Ｖの目標位置と現時刻の位置との差に比例する引力ポテンシャルである。

障害物ポテンシャル生成部１２４は、センサ群２の出力値に基づいて自車両Ｖの周囲の障害物を検出する。例えば、障害物ポテンシャル生成部１２４は、移動障害物に応じて移動障害物ポテンシャル場を生成する。移動障害物ポテンシャル場は、移動障害物の速度及び向きに応じて所定時間毎に更新される時系列ポテンシャルである。また、障害物ポテンシャル生成部１２４は、静止障害物に応じて占有グリッドマップを生成する。具体的には、障害物ポテンシャル生成部１２４は、自車両Ｖが進入可能な領域と進入不可能な領域を区別するための占有グリッドマップを生成する。障害物ポテンシャル生成部１２４は、自車両Ｖの周辺の複数の障害物毎に移動障害物ポテンシャル場又は占有グリッドマップを生成する。障害物ポテンシャル生成部１２４は、移動障害物ポテンシャル場及び占有グリッドマップを統合した障害物ポテンシャルを生成する。

出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方に自車両Ｖが停止すべき横断歩道４が特定されたら、横断歩道４に対する対応モードを決定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、走行経路上の進行方向Ｘ前方に横断歩道４が特定されたら、横断歩道ステートマシンに基づいて横断歩道４への対応モードを決定する。図３は、横断歩道ステートマシンＳＭ１の模式図である。出力モード決定部１２５は、横断歩道４が特定されていなければ、横断歩道ステートマシンＳＭ１の状態を、横断歩道４が特定されていないことを示す未特定モードＳＭ１１に決定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの走行経路上に横断歩道４が特定されたら、横断歩道ステートマシンＳＭ１の状態を、未特定モードＳＭ１１から、横断歩道４が特定されたことを示す特定モードＳＭ１２に遷移させる。

出力モード決定部１２５は、未特定モードＳＭ１１から特定モードＳＭ１２に遷移させたら、自車両Ｖの周辺の安全が確認できているか否かを示す安全状態モードＳＭ２を、安全が確認できていることを示す安全モードＳＭ２２に決定し、横断歩道４に対応する信号機の有無又は状態を示す信号機モードＳＭ３の状態を、信号機の状態が不明であることを示す不明モードＳＭ３１に決定する。

出力モード決定部１２５は、横断歩道４に対応する信号機４１があり、信号機４１の状態が検出されていたら、検出された信号機４１の状態に対応するモードを決定する。例えば、出力モード決定部１２５は、信号機４１の状態が、青信号４１１が点灯している状態であれば、信号機モードＳＭ３を青モードＳＭ３３に決定する。同様に、出力モード決定部１２５は、黄信号４１２が点灯していれば黄モードＳＭ３４を、赤信号４１３が点灯していれば赤モードＳＭ３５を、信号機モードＳＭ３に決定する。

出力モード決定部１２５は、横断歩道４に対応する信号機４１が無ければ、信号機が無いことを示す無しモードＳＭ３２を信号機モードＳＭ３に決定する。例えば、出力モード決定部１２５は、横断歩道４が特定されてから所定の特定時間が経過しても横断歩道４に対応する信号機４１が検出されなければ、信号機モードＳＭ３を無しモードＳＭ３２に決定する。特定時間は、適宜定めればよく、具体的な値は例えば２秒であるが、これに限定するものではない。

出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの周辺の安全が確認できているか否かに応じて安全状態モードＳＭ２の状態を決定する。例えば、出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの周辺に障害物が検出されていなければ、安全が確認できたと判定し、安全状態モードＳＭ２を安全モードＳＭ２２に決定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、横断歩道４を含む判定範囲内に障害物が検出されておらず、自車両Ｖの周辺に自車両Ｖとの接触リスクが所定のリスク閾値以上の移動障害物が検出されていなければ安全が確認できたと判定する。判定範囲は、横断歩道４を通行中の歩行者や、これから渡ろうとしている歩行者を検出するための範囲である。例えば、判定範囲は、横断歩道から所定の距離（例えば２メートル）以内の範囲であるが、これに限定するものではない。リスク閾値は、例えば、平均的な運転者が車両を運転する際の衝突リスクよりも低い値である。

出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの周辺の安全が確認できていなければ、安全状態モードＳＭ２を不安全モードＳＭ２１に決定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、判定範囲に歩行者等の障害物が検出されているか、自車両Ｖとの接触リスクがリスク閾値以上の移動障害物が検出されていれば、安全が確認できていないと判定し、安全状態モードＳＭ２を不安全モードＳＭ２１に決定する。

出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２及び信号機モードＳＭ３の状態に基づいて、停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードＳＭ４の状態を決定する。停止位置ポテンシャルは、横断歩道４に対する自車両Ｖの停止位置の推奨度合いを示すポテンシャルである。言い換えると、停止位置ポテンシャルは、自車両Ｖが交通ルールに違反するリスクを示す斥力ポテンシャルである。出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２が不安全モードＳＭ２１であるか、信号機モードＳＭ３が黄モードＳＭ３４又は赤モードＳＭ３５であれば、横断歩道４を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしていないと判定し、ポテンシャルモードＳＭ４を、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードＳＭ４２に決定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２が安全モードＳＭ２２であっても、信号機モードＳＭ３が黄モードＳＭ３４又は赤モードＳＭ３５であれば、進行可能条件を満たしていないと判定する。

交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ４が出力モードＳＭ４２になったら、横断歩道４と自車両Ｖとの間の位置に停止位置ポテンシャルを生成する。交通ポテンシャル生成部１２６は、横断歩道４と自車両Ｖとの間に停止線５が特定されていたら、当該停止線５の位置Ｘ^ｓｔｏｐに停止位置ポテンシャルを出力する。

図４は、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを説明するための図である。図４の横軸は、自車両Ｖの進行方向Ｘを示す。縦軸は、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐの大きさＺを示す。

交通ポテンシャル生成部１２６は、交通ポテンシャル生成部１２６は、停止線５の位置Ｘ^ｓｔｏｐに近づくほど斥力の大きさ（Potential Value）が大きくなる停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。交通ポテンシャル生成部１２６は、停止線５の位置Ｘ^ｓｔｏｐで斥力の大きさが最大値ｗ^ｓｔｏｐになる停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。交通ポテンシャル生成部１２６は、下記式（１）を用いて停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。

図４に示すとおり、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐは、停止線５の位置Ｘ^ｓｔｏｐに近づくほど指数関数ｅｘｐに従って大きくなり、停止線５の位置Ｘ^ｓｔｏｐで最大値ｗ^ｓｔｏｐになる。なお、式（１）のαは、例えば停止線５の幅に相当する値であり、適宜定めればよい。

交通ポテンシャル生成部１２６は、自車両Ｖの走行車線の幅方向Ｙにおいて、走行車線の幅と同じ幅の停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。具体的には、交通ポテンシャル生成部１２６は、幅が走行車線の右端Ｙ_ｍｉｎから走行車線の左端Ｙ_ｍａｘまでの距離に等しい停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。具体例を挙げると、右端Ｙ_ｍｉｎは車線境界線Ｋの位置であり、左端Ｙ_ｍａｘは車道外側線Ｇの位置である。

交通ポテンシャル生成部１２６は、障害物ポテンシャルよりも小さい停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。具体的には、交通ポテンシャル生成部１２６は、障害物ポテンシャルの最大値よりも最大値が小さい停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。これにより、障害物に接触するリスクよりも交通ルールに違反するリスクが小さくなるので、自動運転装置１は、横断歩道４に対応する停止線５で停車することを優先して、歩行者や他車両等の移動障害物に接触してしまうことを抑制できる。

交通ポテンシャル生成部１２６は、横断歩道４と自車両Ｖの間に停止線５が特定されていなければ、横断歩道４と自車両Ｖとの間であり、かつ横断歩道４から停止距離Ｒだけ離れた停止位置６に停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。図５は、停止線５がない横断歩道４の模式図である。交通ポテンシャル生成部１２６は、横断歩道４の周辺に自転車や歩行者等の移動障害物が検出されていれば停止距離Ｒを標準停止距離よりも長くし、移動障害物が検出されていなければ停止距離Ｒを標準停止距離よりも短くする。標準停止距離の具体的な値は、例えば１メートルであるが、これに限定するものではない。

出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２が安全モードＳＭ２２であり、信号機モードＳＭ３が青モードＳＭ３３であれば、横断歩道４を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしたと判定し、ポテンシャルモードＳＭ４を、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを出力しない不出力モードＳＭ４１に決定する。また、出力モード決定部１２５は、信号機モードＳＭ３が無しモードＳＭ３２であるときに、安全状態モードＳＭ２が安全モードＳＭ２２になったら、進行可能条件を満たしたと判定する。交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ４が不出力モードＳＭ４１になったら、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを消去する。これにより、自車両Ｖが横断歩道４を超えて進行可能であれば、自車両Ｖが横断歩道４を超えて進行できるようになる。

出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが横断歩道４を超えて進行したことにより、当該横断歩道４が特定されなくなったら、横断歩道ステートマシンＳＭ１を特定モードＳＭ１２から未特定モードＳＭ１１に遷移させる。出力モード決定部１２５は、横断歩道４が新たに特定されるまで、対応モードを未特定モードＳＭ１１に決定し続ける。

以上のとおり、交通ポテンシャル生成部１２６は、出力モード決定部１２５が決定した対応モードに応じて停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成したり、消去したりする。つまり、交通ポテンシャル生成部１２６は、自車両Ｖの走行軌道や周辺の障害物に基づくポテンシャルや、他の交通ルールに対する判定結果とは無関係に、横断歩道４が特定されたか否かで停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを生成する。

コスト関数生成部１２７は、複数のポテンシャルを含み、自車両Ｖの運転行動をパラメータとする行動コスト関数を生成する。具体的には、コスト関数生成部１２７は、所定の予測時間内の車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルの累積値と、障害物ポテンシャルに基づく障害物リスクと、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐに基づく違反リスクとを含む行動コスト関数を生成する。障害物リスクは、予測時間内の複数の時点の各々の障害物ポテンシャルに基づくリスクのうちの最大値である。違反リスクは、予測時間内の停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐに基づくリスクのうちの最大値である。

運転行動決定部１２８は、コスト関数生成部１２７が生成した行動コスト関数を最小化する値を求めて、運転行動を決定する。具体的には、運転行動決定部１２８は、加速度及びヨ―レートをパラメータとする行動コスト関数を最小化する加速度及びヨ―レートを求めることにより、自車両Ｖの運転行動である加速度及びヨ―レートを決定する。より具体的には、運転行動決定部１２８は、他の道路標識に対する判定や他のポテンシャルと干渉することなく生成された停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐに基づいて、横断歩道４の手前に自車両Ｖを停止させる運転行動を決定できる。その結果、運転行動決定部１２８は、横断歩道４に関する他車両と自車両Ｖの位置関係を判定しなくてよくなるので、運転行動を決定する処理を簡潔にできる。

［横断歩道４の対応モードを決定する処理］
図６は、横断歩道４の対応モードを決定する処理の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、自車両Ｖの走行経路上において進行方向Ｘ前方に横断歩道４が特定されたら実行される。出力モード決定部１２５は、横断歩道ステートマシンＳＭ１の状態を横断歩道４が特定されたことを示す特定モードＳＭ１２に決定する（ステップＳ１）。

出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２の状態を決定する安全状態モード決定処理を実行する（ステップＳ２）。図７は、安全状態モード決定処理の一例を示すフローチャートである。出力モード決定部１２５は、横断歩道４に歩行者がいないかを判定する（ステップＳ２１）。具体的には、出力モード決定部１２５は、横断歩道４を含む判定範囲内に歩行者が検出されているか否かを判定する。

出力モード決定部１２５は、横断歩道４を含む判定範囲内に歩行者が検出されていなければ（ステップＳ２でＹｅｓ）、自車両Ｖの周辺に障害物がないかを判定する（ステップＳ２２）。例えば、出力モード決定部１２５は、横断歩道４を含む判定範囲内に障害物が検出されているか否かを判定し、自車両Ｖの周辺に自車両Ｖとの接触リスクがリスク閾値以上の移動障害物が検出されているか否かを判定する。なお、ステップＳ２２は、ステップＳ２１よりも先に実行されてもよく、ステップＳ２１とステップＳ２２が並列に実行されてもよい。

出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの周辺に障害物がいなければ（ステップＳ２２でＹｅｓ）、安全状態モードＳＭ２を安全モードＳＭ２２に決定する（ステップＳ２３）。出力モード決定部１２５は、横断歩道４を含む判定範囲内に歩行者がいるか（ステップＳ２１でＮｏ）、自車両Ｖの周辺に障害物がいれば（ステップＳ２２でＮｏ）、安全状態モードＳＭ２を不安全モードＳＭ２１に決定する（ステップＳ２４）。

出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２を決定したら、信号機モードＳＭ３の状態を決定する信号機モード決定処理を実行する（ステップＳ３）。図８は、信号機モード決定処理の一例を示すフローチャートである。出力モード決定部１２５は、横断歩道４に対応する信号機４１があるか否かを判定する（ステップＳ３１）。出力モード決定部１２５は、横断歩道４に対応する信号機４１が検出されていれば（ステップＳ３１でＹｅｓ）、信号機４１の状態を特定する（ステップＳ３２）。例えば、出力モード決定部１２５は、障害物検出部１２１が検出した信号機４１の各信号の状態を特定する。出力モード決定部１２５は、信号機モードＳＭ３の状態を特定した信号機４１の状態に対応するモードに決定する（ステップＳ３３）。例えば、出力モード決定部１２５は、信号機４１の青信号４１１が点灯していれば、青モードＳＭ３３に決定する。また、出力モード決定部１２５は、信号機４１が検出できなければ（ステップＳ３１でＮｏ）、信号機モードＳＭ３の状態を無しモードＳＭ３２に決定する（ステップＳ３４）。

出力モード決定部１２５は、ステップＳ３の信号機モード決定処理を、ステップＳ２の安全状態モード決定処理よりも先に実行してもよく、ステップＳ２とステップＳ３を並列に実行してもよい。出力モード決定部１２５は、信号機モード決定処理及び安全状態モード決定処理を実行したら、横断歩道４を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２が安全モードＳＭ２２であり、信号機モードＳＭ３が青モードＳＭ３３又は無しモードＳＭ３２であれば進行可能条件を満たしていると判定する。出力モード決定部１２５は、安全状態モードＳＭ２が不安全モードＳＭ２１であるか、信号機モードＳＭ３が黄モードＳＭ３４又は赤モードＳＭ３５であれば、進行可能条件を満たしていないと判定する。

出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしていなければ（ステップＳ４でＮｏ）、ポテンシャルモードＳＭ４を出力モードＳＭ４２に決定する（ステップＳ６）。交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ４が出力モードＳＭ４２になったら、出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たすまで、ステップＳ２から４の処理を繰り返す。

出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしていれば（ステップＳ４でＹｅｓ）、ポテンシャルモードＳＭ４を不出力モードＳＭ４１に決定する（ステップＳ５）。交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ４が不出力モードＳＭ４１になったら、停止位置ポテンシャルＵ^ｓｔｏｐを消去する。そして、出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの進行方向Ｘ前方の横断歩道４を通過したか否かを判定する（ステップＳ７）。出力モード決定部１２５は、出力モード決定部１２５は、横断歩道４を通過していなければ（ステップＳ７でＮｏ）、横断歩道４を通過するまでステップＳ７を繰り返す。自車両Ｖが横断歩道４を超えて進行したことにより、当該横断歩道４が特定されなくなったら（ステップＳ７でＹｅｓ）、横断歩道ステートマシンＳＭ１の状態を未特定モードＳＭ１１に決定する（ステップＳ８）。

（変形例）
ところで、横断歩道４の付近には、一時停止すべきことを示す「止まれ」の道路標識がある場合と、ない場合とがある。横断歩道４の付近に「止まれ」の道路標識がある場合には、自車両Ｖを横断歩道４の手前に停止させなければならないが、横断歩道４の付近に「止まれ」の道路標識がない場合には、進行可能条件を満たしていれば自車両Ｖを横断歩道４の手前に停止させずに進行させてもよい。そこで、出力モード決定部１２５は、横断歩道４の付近に「止まれ」の道路標識があるか否かに応じて、進行可能条件を判定する時期を変える。具体的には、出力モード決定部１２５は、横断歩道４の付近に「止まれ」の道路標識があることが特定されたら、自車両Ｖが横断歩道４の停止線５又は停止位置６に停止した後に進行可能条件を満たすか否かを判定する。

一方で、出力モード決定部１２５は、横断歩道４の付近に「止まれ」の道路標識がないことが特定されたら、自車両Ｖが停止線５又は停止位置６に到達する前に進行可能条件を満たすか否かを判定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線５又は停止位置６に到達する前に進行可能条件を満たすと判定したら、安全状態モードＳＭ２を安全モードＳＭ２２に決定し、ポテンシャルモードＳＭ４を不出力モードＳＭ４１に決定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線５又は停止位置６に到達するまでに進行可能条件を満たさないと判定したら、安全状態モードＳＭ２を不安全モードＳＭ２１に決定し、ポテンシャルモードＳＭ４を出力モードＳＭ４２に決定する。これにより、自車両Ｖは、停止しなければならない横断歩道４で必ず停止し、停止しなくともよい横断歩道４では、進行可能条件を満たしていれば横断歩道４で停止することなく進行できる。

［自動運転装置１の効果］
以上説明したとおり、自動運転装置１は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方に横断歩道４が特定されると、自車両Ｖと横断歩道４の間の位置に停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードＳＭ４を、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードＳＭ４２に決定する。続いて、自動運転装置１は、ポテンシャルモードＳＭ４を出力モードＳＭ４２に決定したら、特定された横断歩道４の位置に停止位置ポテンシャルを生成する。そして、自動運転装置１は、停止位置ポテンシャルに基づく運手行動を決定する。

このように、自動運転装置１は、横断歩道４が特定された場合に停止位置ポテンシャルを生成し、横断歩道４が特定されなければ停止位置ポテンシャルを生成しない。つまり、自動運転装置１は、自車両Ｖの走行軌道や周辺の障害物、他の道路標識に対する判定結果とは無関係に、横断歩道４が特定されたか否かで停止位置ポテンシャルを生成するか否かを決定している。そのため、自動運転装置１は、他の道路標識に対する判定や他のポテンシャルと干渉しない停止位置ポテンシャルに基づいて、自車両Ｖを横断歩道４の手前に停止させる運転行動を決定できる。その結果、自動運転装置１は、他の道路標識とともに横断歩道４があっても、横断歩道４に関する他車両と自車両Ｖの位置関係の判定を行わずにすむので、運転行動を決定する処理を簡潔にできる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

Ｖ自車両
１自動運転装置
１１記憶部
１２制御部
１２１障害物検出部
１２２基本走行モード決定部
１２３基本走行ポテンシャル生成部
１２４障害物ポテンシャル生成部
１２５出力モード決定部
１２６交通ポテンシャル生成部
１２７コスト関数生成部
１２８運転行動決定部
２センサ群
３ＥＣＵ

Claims

自車両の運転行動を決定する自動運転装置であって、
前記自車両の進行方向の前方に前記自車両が停車すべき横断歩道が特定されると、前記自車両が交通ルールに違反するリスクを示す斥力ポテンシャルであり、かつ前記横断歩道に対する前記自車両の停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部と、
前記ポテンシャルモードが前記出力モードになったら、特定された前記横断歩道と前記自車両との間の位置に前記停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部と、
前記停止位置ポテンシャルに基づく違反リスクを含み、前記自車両の加速度及びヨーレートをパラメータとする行動コスト関数を最小化する加速度及びヨーレートを求めることにより、前記自車両の加速度及びヨーレートを決定する運転行動決定部と、
を備える自動運転装置。
前記交通ポテンシャル生成部は、
前記横断歩道と前記自車両との間に停止線が特定されたら、特定された前記停止線の位置に前記停止位置ポテンシャルを出力し、
前記停止線が特定されなければ、前記横断歩道と前記自車両との間であり、かつ前記横断歩道から所定の停止距離だけ離れた停止位置に前記停止位置ポテンシャルを生成する、
請求項１に記載の自動運転装置。
前記出力モード決定部は、前記横断歩道を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしたら、前記ポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力しない不出力モードに決定する、
請求項１又は２に記載の自動運転装置。
前記出力モード決定部は、前記横断歩道に対応する信号の状態が進行可を示す状態であり、かつ前記自車両の周辺に障害物が検出されていなければ、前記進行可能条件を満たしたと判定し、前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定する、
請求項３に記載の自動運転装置。
前記出力モード決定部は、前記自車両の周辺に障害物が検出されていなくても、前記信号の状態が進行不可を示す状態であれば、前記進行可能条件を満たしていないと判定し、前記ポテンシャルモードを前記出力モードに決定する、
請求項４に記載の自動運転装置。
前記出力モード決定部は、前記横断歩道に対応する信号が特定されていない場合、前記横断歩道を含む所定の判定範囲内及び前記自車両の周辺に障害物が検出されていなければ前記進行可能条件を満たしたと判定して、前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定する、
請求項４記載の自動運転装置。