JP7589133B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、外界を検出するセンサからの情報に基づいて車両を制御する車両用制御装置に関する。

この種の技術として、カメラとレーダとを用いたセンサフュージョンにより、自車両の前方を走行する前方車両を認識し、認識結果に応じて追従走行を制御するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。カメラは逆光および夜間の照明光等により前方車両等を認識する認識能力が低下する場合があるため、安全のために運転支援機能を制限する機能縮退が行われる

特開２００５－１４５３９６号公報

しかしながら、カメラの認識能力の低下を検知する際、対向車や路上看板の光源を過検知し、運転支援機能を制限する機能縮退が繰り返されるという問題があった。

本発明の一態様である車両用制御装置は、自車両の周囲の外界をイメージセンサで撮像して物標の位置情報を取得するカメラと、カメラの撮像領域内における検出対象からの反射波に基づいて物標の位置情報を取得する検出器と、カメラにより取得された位置情報および検出器により取得された位置情報に基づいて車両の走行制御を行う走行制御部と、イメージセンサからの信号値に基づいて算出され、カメラで撮像された画像の所定領域であらかじめ定めた基準値よりも高い画素値を有する画素の割合を示す評価値と比較される閾値を設定する設定部と、評価値が閾値を超えると、カメラにおける撮像環境の悪化を判断する判断部と、判断部で撮像環境の悪化が判断された場合に、走行制御の一部機能の制限または走行制御の禁止を走行制御部へ指示する縮退指示部と、を備え、設定部は、カメラの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得る場合に第１の閾値を、そうでない場合に第１の閾値よりも大きい第２の閾値を、閾値として設定する。

本発明によれば、カメラの認識能力の低下を検知する際の過検知を、適切に抑制することができる。

実施の形態に係る車両用制御装置を有する自動運転車両の車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 実施の形態に係る車両用制御装置の要部構成を示すブロック図。 機能縮退の要否判断を行う処理の流れを説明するフローチャート。 図３のステップＳ１０の処理を詳細に説明するフローチャート。 評価値および閾値の時間変化を示す図。 機能縮退の要否判断結果の時間変化を示す図。 評価値および閾値の時間変化を示す図。 機能縮退の要否判断結果の時間変化を示す図。

以下、図１および図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態に係る車両用制御装置は、自動運転機能を有する車両、すなわち自動運転車両と、自動運転機能を有しない手動運転車両の両方に適用することができる。手動運転車両は、運転支援機能を備える車両を含む。以下では、車両用制御装置を自動運転車両に適用する例を説明する。
なお、実施の形態に係る車両用制御装置が適用される車両を、他車両と区別して自車両と呼ぶことがある。

自車両は、内燃機関（エンジン）を走行駆動源として有するエンジン車両、走行モータを走行駆動源として有する電気自動車、エンジンと走行モータとを走行駆動源として有するハイブリッド車両のいずれであってもよい。自車両（自動運転車両）は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モード（運転支援機能を使用可能）での走行も可能である。

＜自動運転に係る概略構成＞
先ず、自動運転に係る概略構成について説明する。図１は、実施の形態に係る車両用制御装置を有する自動運転車両の車両制御システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両制御システム１００は、コントローラ１０と、ＣＡＮ通信線等を介してコントローラ１０にそれぞれ通信可能に接続された外部センサ群１と、内部センサ群２と、入出力装置３と、測位ユニット４と、地図データベース５と、ナビゲーション装置６と、通信ユニット７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群１は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサ（外部センサ）の総称である。例えば、外部センサ群１にはレーザ(Laser)光を照射して反射光を検出することで、自車両の周辺の物体の位置（自車両からの距離および方向）を検出するライダ(LiDAR;Laser Imaging Detection and Ranging)、電磁波を照射し反射波を検出することで、自車両の周辺の物体の位置を検出するレーダ(Radar)、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)またはＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等の撮像素子を有し、自車両の周辺を撮像するカメラ等が含まれる。撮像素子は、イメージセンサ(image sensor)とも称される。ライダおよびレーダは、カメラの撮像領域内で物体を検出することができる。ライダおよびレーダは、検出器と呼んでもよい。

内部センサ群２は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサ（内部センサ）の総称である。内部センサ群２には、例えば、自車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ、自車両の前後方向および左右方向の加速度を検出する加速度センサ、自車両の回転や向きの変化を角速度として検知するジャイロセンサ、走行駆動源の回転数を検出する回転数センサ等が含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群２に含まれる。

入出力装置３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカ等が含まれる。

測位ユニット（ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)ユニット）４は、測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを有する。測位センサを内部センサ群２に含めることもできる。測位衛星は、ＧＰＳ衛星や準天頂衛星等の人工衛星である。測位ユニット４は、測位センサが受信した測位情報を利用して、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を測定する。

地図データベース５は、ナビゲーション装置６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクや半導体素子により構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率等）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。
なお、地図データベース５に記憶される地図情報は、コントローラ１０の記憶部１２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３を介して行われる。目標経路は、測位ユニット４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。外部センサ群１の検出値を用いて自車両の現在位置を測定することもでき、この現在位置と記憶部１２に記憶された高精度な地図情報とに基づいて目標経路を演算するようにしてもよい。

通信ユニット７は、インターネット網や携帯電話網等に代表される無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報、走行履歴情報および交通情報等を定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。ネットワークには、公衆無線通信網だけでなく、所定の管理地域毎に設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等も含まれる。取得した地図情報は、地図データベース５や記憶部１２に出力され、地図情報が更新される。

アクチュエータＡＣは、自車両の走行を制御するための走行用アクチュエータである。走行駆動源がエンジンである場合、アクチュエータＡＣには、エンジンのスロットルバルブの開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータが含まれる。走行駆動源が走行モータである場合、走行モータがアクチュエータＡＣに含まれる。自車両の制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータと転舵装置を駆動する転舵用アクチュエータもアクチュエータＡＣに含まれる。

コントローラ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ; Electronic Control Unit）により構成される。より具体的には、コントローラ１０は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算部１１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)等の記憶部１２と、Ｉ／Ｏインターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、走行モータ制御用ＥＣＵ、制動装置用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵを別々に設けることができるが、図１では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ１０が示される。

記憶部１２には、高精度の道路地図情報が記憶される。この道路地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率等）の情報、道路の勾配の情報、交差点や分岐点の位置情報、車線数の情報、車線の幅員および車線毎の位置情報（車線の中央位置や車線位置の境界線の情報）、地図上の目印としてのランドマーク（信号機、標識、建物等）の情報、路面の凹凸等の路面プロファイルの情報が含まれる。ランドマークの情報（ランドマーク情報）には、ランドマークの形状（輪郭）、特性、位置等の情報が含まれる。

演算部１１は、機能的構成として、自車位置認識部１３と、外界認識部１４と、行動計画生成部１５と、走行制御部１６と、センサ群管理部１７とを有する。

自車位置認識部１３は、測位ユニット４で得られた自車両の位置情報および地図データベース５の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置（自車位置）を認識する。記憶部１２に記憶された地図情報と、外部センサ群１が検出した自車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット７を介して通信することにより、自車位置を認識することもできる。
自車位置認識部１３はさらに、外部センサ群１を構成するカメラが撮像する方向の方位角を、内部センサ群２を構成するジャイロセンサの出力に基づいて算出することも可能である。

外界認識部１４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群１からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置、速度、加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態等を認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の区画線や停止線等の標示、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車、トンネル入口等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向き等が含まれる。

外部センサ群１の検出対象である物体を物標と呼ぶ。物標には、人と物の両方および移動体と静止物体の両方が含まれる。外界認識部１４は、外部センサ群１を構成する異なる種類のセンサ（例えばカメラと検出器）の検出データを統合的に処理（フュージョン処理）し、各センサにより同一物標が検出されたか否かを判定するとともに、物標の位置データを導出する。例えば同一物標が検出された場合に、検出データの座標変換やデータの補完、平均化等のフュージョン処理を行って物標の位置データを導出する。これにより物標の位置を精度よく認識することができる。

行動計画生成部１５は、例えばナビゲーション装置６で演算された目標経路と、記憶部１２に記憶された地図情報と、自車位置認識部１３で認識された自車位置と、外界認識部１４で認識された外部状況（物標）とに基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部１５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部１５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、先行車両を追い越すための追い越し走行、走行車線を変更する車線変更走行、先行車両に追従する追従走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、定速走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。

走行制御部１６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部１５で生成された目標軌道に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。より具体的には、走行制御部１６は、自動運転モードにおいて道路勾配等により定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部１５で算出された単位時間毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。
なお、手動運転モードでは、走行制御部１６は、内部センサ群２により取得されたドライバからの走行指令（ステアリング操作等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

センサ群管理部１７は、外部センサ群１を構成する異なる種類のセンサ（カメラと検出器）の状態を管理する。例えば、カメラの撮像環境の悪化を判断したり、自動運転機能および運転支援機能における機能縮退の必要または不要を判断したりする。撮像環境の悪化の判断および機能縮退の要否判断については後に詳述する。

＜カメラにおける白飛び＞
ところで、本実施の形態では、カメラとレーダ等の異なる種類の外部センサ群１の検出値に基づいて同一物標の位置データを求める。一般にカメラは、撮像領域に太陽または太陽の周囲の明るい空が含まれる等の逆光状態により、イメージセンサに強い光が入射される場合がある。イメージセンサに入射された光が強すぎると、カメラで撮像される画像（カメラ画像と呼ぶ）の階調が失われて白く表現される状態（いわゆる白飛び）が生じる。画像に白飛びが生じると、カメラの認識能力が低下し、カメラ画像に基づいて物標の位置データを精度よく検出することが困難になる。

＜撮像環境の悪化に対する判断＞
そこで、実施の形態では、白飛びが生じてカメラの認識能力を低下させるようなカメラの撮像環境の悪化を以下のように判断する。先ず、カメラ画像について、画像を構成する画素(Pixel)値があらかじめ定めた基準値より高ければ白へ、基準値より低ければ黒へと二値化して二値画像を得る。この二値画像のうちの所定領域において、白を構成する画素数の上記所定領域内の全画素数に対する割合（評価値と呼ぶことにする）があらかじめ定めた閾値を超える状態が、所定時間継続する（換言すると、所定周期で撮像された複数のカメラ画像に基づいてそれぞれ算出された評価値が所定回数続けて閾値を超える）場合に、カメラの撮像環境が悪化したと判断する。評価値は、０から１００の間の値をとるものとする。

＜閾値について＞
実施の形態では、太陽光に起因する逆光の可能性がある場合とない場合とで２つの閾値を使い分けて、カメラの撮像環境の悪化を判断する。例えば、カメラの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得る場合に第１の閾値（例えば、評価値８０に相当する値）を、そうでない場合に第１の閾値よりも大きい第２の閾値（例えば、評価値９９に相当する値）を、それぞれ閾値として設定する。

カメラの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得る場合とは、カメラが撮像する方向の方位角（内部センサ群２を構成するジャイロセンサの出力に基づいて自車位置認識部１３で算出される）と、自車両の現在位置（測位ユニット４で測定される）および現時刻における太陽方位角（公知の計算式によりセンサ群管理部１７で算出される）とが略一致し、かつ、カメラが撮像する方向の仰角（内部センサ群２を構成するジャイロセンサの出力に基づいて自車位置認識部１３で算出される）と、自車両の現在位置（測位ユニット４で測定される）および現時刻における太陽高度（公知の計算式によりセンサ群管理部１７で算出される）とが略一致する状態をいう。

なお、上記方位角および仰角（太陽高度）が略一致したとしても、曇天の場合にはカメラの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれず、必ずしも太陽光に起因する逆光が生じるとは限らないため、カメラの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が「含まれ得る」場合と説明した。

また、太陽光に起因する逆光の可能性がある場合とない場合とで２つの閾値を使い分ける理由は、太陽光に起因して逆光が生じた場合と、夜間走行時等における対向車のヘッドライトの光、または路上看板の光源の光に起因して逆光が生じた場合とで、カメラの撮像環境の悪化を判断した後に行う処理（後に詳述する機能縮退の要否判断処理）を異ならせるためである。

＜機能縮退について＞
上述した白飛びが生じるようなカメラの撮像環境の悪化は、フュージョン処理に用いる物標の位置データの精度の低下につながる。そこで、実施の形態では安全を担保するために、カメラの撮像環境が悪化したと判断した場合には自動運転モードにおける自動運転機能および手動運転モードにおける運転支援機能について、一部または全部の機能を制限した状態に切替える機能縮退を行うか否か、すなわち機能縮退が必要または不要の要否判断処理を行う。

機能縮退の一例を挙げると、例えば、先行車両の認識結果に基づいて、自車両のアクセル制御とブレーキ制御の双方を自動的に行い、自車両と先行車両との車間距離を適切に維持しながら先行車両に追従走行するクルーズコントロール（Adaptive Cruise Control；ＡＣＣ）機能を一時的にオフさせることは、ＡＣＣ機能の全部を休止（禁止と呼んでもよい）させる点で、機能縮退に該当する。
また、車線の認識結果に基づいて、自車両のステアリング操作を自動的に行い、自車両が走行レーンの中央付近を走行するようにドライバのステアリング操作を支援する車線維持支援（Lane Keep Assist System；ＬＫＡＳ）機能を一時的にオフさせることは、ＬＫＡＳ機能の全部を休止（禁止と呼んでもよい）させる点で、機能縮退に該当する。
さらにまた、ＡＣＣ機能およびＬＫＡＳ機能がともにオンされている状態で、一方の機能のみを一時的にオフさせることは、運転支援機能の一部を休止させる点で、機能縮退に該当する。

＜機能縮退の要否判断処理＞
機能縮退の要否判断処理について、太陽光に起因する逆光の可能性がある場合（第１の閾値を設定した場合）と、太陽光に起因する逆光の可能性がない場合（第２の閾値を設定した場合）とに分けて説明する。
（１）太陽光に起因する逆光の可能性がある場合（第１の閾値を設定した場合）
太陽光に起因する逆光の可能性がある場合は、閾値を例えば評価値８０相当まで下げて、評価値が１００に近づく前の早い段階（評価値が８０を超えた時点）から機能縮退が必要か否かの判断を行う。第１の閾値を設定した場合における機能縮退の要否判断は、カメラによる物標の検知の可否および検出器による物標の検知状況を用いて総合的に判断する。具体的には、カメラと検出器とで検知されていた同一物標がカメラで検知されなくなり、かつ検出器で検知されている場合は、逆光に起因するカメラ不検知とみなして、機能縮退が必要と判断する。カメラと検出器とで検知されていた同一物標が、継続してカメラと検出器で検知される場合は、機能縮退が不要と判断する。

（２）太陽光に起因する逆光の可能性がない場合（第２の閾値を設定した場合）
太陽光に起因する逆光の可能性がない場合は、閾値を上げて、例えば評価値が１００になる場合にのみ機能縮退が必要と判断する。換言すると、第２の閾値を設定した場合における機能縮退の要否判断は、評価値が９９以下であれば機能縮退が不要と判断する。このように構成することにより、夜間走行時等における対向車のヘッドライトの光、または路上看板の光源の光に起因する逆光では、評価値９９を超えることが稀であるため、略全てが機能縮退不要になる。

＜車両用制御装置の要部構成＞
図２は、実施の形態に係る車両用制御装置５０の要部構成を示すブロック図である。車両用制御装置５０は、図１の車両制御システム１００の一部を構成する。図２に示すように、車両用制御装置５０は、カメラ１ａと、検出器１ｂと、コントローラ１０と、アクチュエータＡＣとを有する。

カメラ１ａは、上記ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、図１の外部センサ群１の一部を構成する。カメラ１ａはステレオカメラであってもよい。カメラ１ａは、例えば自車両の前部の所定位置に取り付けられ、自車両の前方空間を連続的に撮像し、物標の画像（カメラ画像）を取得する。物標には自車両の前方を走行する前方車両と、人や構造物等が含まれる。カメラ画像に基づいて、物標の位置と種類とを認識することができる。すなわち、二次元のカメラ画像の横（水平）方向をｘ方向、縦（鉛直）方向をｙ方向とすると、カメラ画像上のｘ方向の位置により物標の車幅方向の位置が、ｙ方向の位置により物標の高さ方向と進行方向における位置とを求めることができる。つまり、カメラ１ａにより物標の位置データ（位置情報）を取得することができる。

検出器１ｂは、検出対象（物標）からの反射波に基づいて自車両から物標までの距離を検出する検出器であり、レーダおよびライダのいずれか一方または両方を含む。検出器１ｂにより、自車両を基準とした物標の位置データ（位置情報）を取得することができる。位置データには物標の位置と速度のデータとが含まれる。検出器１ｂによる検出範囲は、カメラ１ａの撮像領域に含まれる。したがって、カメラ１ａで検知された物標と検出器１ｂで検知された物標とが同一である場合、センサフュージョン処理を行うことで、当該物標の位置および速度を導出できる。

図２のコントローラ１０は、演算部１１（図１）が担う機能的構成として、設定部１７ａと、判断部１７ｂと、縮退指示部１７ｃと、走行制御部１６とを有する。設定部１７ａ、判断部１７ｂおよび縮退指示部１７ｃは、機能縮退の要否判断および走行制御部１６への指示を行うために、センサ群管理部１７内に設けられている。

＜フローチャートの説明＞
図３および図４は、図２のコントローラ１０で実行される処理のうち、特にセンサ群管理部１７で行われる処理の一例を示すフローチャートである。図３は、機能縮退の要否判断を行う処理の流れを説明するフローチャートである。図４は、図３のステップＳ１０の処理を詳細に説明するフローチャートである。

図３および図４のフローチャートに示す処理は、例えば、カメラ１ａにより所定周期でカメラ画像の撮像が開始されると、カメラ画像が撮像される毎に行われる。コントローラ１０のセンサ群管理部１７は、カメラ画像が撮像される毎に、太陽光に起因する逆光の可能性判断、撮像環境の悪化を判断するための閾値の設定、撮像環境の悪化の判断、機能縮退の要否判断および走行制御部１６への指示を行う。

図３のステップＳ１０において、センサ群管理部１７は、撮像環境に関する判断を行ってステップＳ２０Ａへ進む。センサ群管理部１７の判断部１７ｂは、撮像環境に関する判断として撮像環境の悪化を判断する。

ステップＳ２０Ａにおいて、センサ群管理部１７は、判断部１７ｂで第１の閾値に基づいて悪化が判断されたか否かを判断する。センサ群管理部１７は、第１の閾値に基づいて撮像環境の悪化が判断されている場合はステップＳ２０Ａを肯定判定してステップＳ３０へ進む。センサ群管理部１７は、第１の閾値に基づいて撮像環境の悪化が判断されていない場合には、ステップＳ２０Ａを否定判定してステップＳ２０Ｂへ進む。

ステップＳ２０Ｂにおいて、センサ群管理部１７は、判断部１７ｂで第２の閾値に基づいて悪化が判断されたか否かを判断する。センサ群管理部１７は、第２の閾値に基づいて撮像環境の悪化が判断されている場合はステップＳ２０Ｂを肯定判定してステップＳ９０へ進む。センサ群管理部１７は、第２の閾値に基づいて撮像環境の悪化が判断されていない場合には、ステップＳ２０Ｂを否定判定してステップＳ７０へ進む。

ステップＳ３０において、センサ群管理部１７は、外部センサ群１で取得された位置情報の優先度を変更してステップＳ４０へ進む。具体的には、カメラ１ａで取得されたカメラ画像上のｘ方向の位置情報を物標の車幅方向の位置情報として優先して採用する設定がなされている場合には、検出器１ｂで取得された物標の位置データ（位置情報）を優先して採用する設定へ変更する。このように構成したので、撮像環境の悪化に起因してカメラ１ａの認識能力が低下しているおそれがある場合には、検出器１ｂで取得された物標の位置データ（位置情報）を、物標の車幅方向の位置情報として採用することが可能になる。

ステップＳ４０において、センサ群管理部１７は、カメラ１ａで物標を検知しているか否かを判定する。センサ群管理部１７は、例えば、カメラ１ａと検出器１ｂとで検知されていた同一物標をカメラ１ａで検知している場合にステップＳ４０を肯定判定してステップＳ８０へ進む。ステップＳ４０を肯定判定する場合とは、撮像環境の悪化に起因してカメラ１ａの認識能力が低下しているおそれがあるものの、カメラ１ａで物標を検知できている場合である。センサ群管理部１７は、カメラ１ａと検出器１ｂとで検知されていた同一物標をカメラ１ａで検知していない場合には、ステップＳ４０を否定判定してステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０において、センサ群管理部１７は、検出器１ｂで物標を検知しているか否かを判定する。センサ群管理部１７は、例えば、カメラ１ａと検出器１ｂとで検知されていた同一物標を検出器１ｂで検知している場合にステップＳ５０を肯定判定してステップＳ６０へ進む。ステップＳ５０を肯定判定する場合には、撮像環境の悪化に起因してカメラ１ａで物標が検知できなくなった可能性が高い。センサ群管理部１７は、カメラ１ａと検出器１ｂとで検知されていた同一物標を検出器１ｂで検知していない場合にはステップＳ５０を否定判定してステップＳ８０へ進む。ステップＳ５０を否定判定する場合とは、物標がカメラ１ａと検出器１ｂの検知範囲から外れた場合である。

ステップＳ６０において、センサ群管理部１７の縮退指示部１７ｃは、機能縮退が必要と判断して図３による処理を終了する。縮退指示部１７ｃは、機能縮退が必要と判断すると、走行制御部１６へ機能縮退を指示する。

上述したステップＳ２０Ｂを否定判定した場合に進むステップＳ７０において、センサ群管理部１７は、外部センサ群１で取得された位置情報の優先度が変更されている場合には、優先度を元に戻してステップＳ８０へ進む。具体的には、検出器１ｂで取得された物標の位置データ（位置情報）を優先して採用する設定がなされている場合には、カメラ１ａで取得されたカメラ画像上のｘ方向の位置情報を物標の車幅方向の位置情報として優先して採用する設定へ変更する。このように構成したので、撮像環境が悪化しておらず、カメラ１ａの認識能力が低下しているおそれがない場合には、カメラ１ａで取得されたカメラ画像に基づく物標の位置情報を優先して採用することが可能になる。

上述したステップＳ７０の次、上述したステップＳ４０を肯定判定した場合、および上述したステップＳ５０を否定判定した場合に進むステップＳ８０において、センサ群管理部１７の縮退指示部１７ｃは、機能縮退が不要と判断して図３による処理を終了する。縮退指示部１７ｃは、機能縮退が不要と判断すると、過去に走行制御部１６へ機能縮退を指示していた場合には、機能縮退を通常の機能へ戻す指示を行う。

上述したステップＳ２０Ｂを肯定判定した場合に進むステップＳ９０において、センサ群管理部１７は、ステップＳ３０の場合と同様に、外部センサ群１で取得された位置情報の優先度を変更してステップＳ６０へ進む。このように構成したので、撮像環境の悪化に起因してカメラ１ａの認識能力が低下しているおそれがある場合には、検出器１ｂで取得された物標の位置データ（位置情報）を、物標の車幅方向の位置情報として採用することが可能になる。

図４を参照して、図３のステップＳ１０の処理を詳細に説明する。
ステップＳ１０１において、センサ群管理部１７は、カメラ１ａの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得るか否かを判定する。センサ群管理部１７は、上述したようにカメラ１ａが撮像する方向の方位角と、太陽方位角とが略一致し、かつ、カメラ１ａが撮像する方向の仰角と、太陽高度とが略一致する場合にステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進む。センサ群管理部１７は、上記方位角および仰角（太陽高度）が略一致しない場合には、ステップＳ１０１を否定判定してステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０２において、センサ群管理部１７の設定部１７ａは、第１の閾値（例えば評価値８０相当）を設定してステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０３において、センサ群管理部１７の設定部１７ａは、第２の閾値（例えば評価値９９相当）を設定してステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４において、センサ群管理部１７は、評価値＞閾値が成立するか否かを判定する。センサ群管理部１７は、評価値＞閾値が成立する場合にステップＳ１０４を肯定判定してステップＳ１０５へ進む。センサ群管理部１７は、評価値＞閾値が成立しない場合にはステップＳ１０４を否定判定してステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０５において、センサ群管理部１７の判断部１７ｂは、カメラ１ａにおける撮像環境の悪化を判断して図４による処理を終了する。
ステップＳ１０６において、センサ群管理部１７の判断部１７ｂは、カメラ１ａにおける撮像環境は悪化していないと判断して図４による処理を終了する。

＜機能縮退の要否判断例＞
図５Ａ，５Ｂおよび図６Ａ，６Ｂを参照して、実施の形態に係る車両用制御装置を有する車両制御システム１００で行われた機能縮退の要否判断例を説明する。図５Ａ，５Ｂおよび図６Ａ，６Ｂは、東西に走る高速道路を夕刻に夕日の方向に向かって走行する自車両の車両制御システム１００で得られた情報をグラフ化した図である。図５Ａは、評価値および閾値の時間変化を示す図である。図５Ａの横軸は、カメラ１ａによる撮像が開始されてからの経過時間（単位；秒）を示す。図５Ａの縦軸は、センサ群管理部１７で算出された評価値（実線で示す）および設定部１７ａで設定された閾値（破線で示す）を示す。図５Ａにおいて、閾値の初期値は９９（第２の初期値）とする。１０秒経過時に撮像領域に明るい空が含まれるようになり、センサ群管理部１７で算出される評価値（実線で示す）が０から８１へ変化する。この時点では評価値＞閾値が成立しないので、センサ群管理部１７は、カメラ１ａにおける撮像環境は悪化していないと判断する（ステップＳ１０６）。

２５秒経過時に、センサ群管理部１７によって、カメラ１ａの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得ると判定された（ステップＳ１０１を肯定判定）ため、設定部１７ａによって閾値が８０（第１の閾値）に設定される。センサ群管理部１７で算出される評価値（実線で示す）は、８１のままである。これにより、評価値＞閾値が成立するので、センサ群管理部１７の判断部１７ｂは、カメラ１ａにおける撮像環境の悪化を判断する（ステップＳ１０５）。以降、センサ群管理部１７により、図３のステップＳ３０からＳ５０の処理が行われる。

図５Ｂは、機能縮退の要否判断結果の時間変化を示す図である。図５Ｂの横軸は、図５Ａの横軸と同じで、カメラ１ａによる撮像が開始されてからの経過時間（単位；秒）を示す。図５Ｂの縦軸は、センサ群管理部１７の縮退指示部１７ｃで判断された機能縮退の判断結果を示す。図５Ｂにおいて、機能縮退は不要と判断されたままである。

図６Ａは、評価値および閾値の時間変化を示す図である。図６Ａの横軸は、カメラ１ａによる撮像が開始されてからの経過時間（単位；秒）であり、３２５秒から３７５秒までを抜粋して示す。図６Ａの縦軸は、センサ群管理部１７で算出された評価値（実線で示す）および設定部１７ａで設定された閾値（破線で示す）を示す。図６Ａにおいて、閾値は８０（第１の閾値）に設定されたままで、センサ群管理部１７で算出される評価値（実線）も、８１のままである。これにより、評価値＞閾値が成立するので、センサ群管理部１７の判断部１７ｂは、カメラ１ａにおける撮像環境の悪化の判断（ステップＳ１０５）を継続する。センサ群管理部１７は、図３のステップＳ３０からＳ５０の処理を行う。

図６Ｂは、機能縮退の要否判断結果の時間変化を示す図である。図６Ｂの横軸は、図６Ａの横軸と同じで、カメラ１ａによる撮像が開始されてからの経過時間（単位；秒）であり、３２５秒から３７５秒までを抜粋して示す。図６Ｂの縦軸は、センサ群管理部１７の縮退指示部１７ｃで判断された機能縮退の判断結果を示す。
３４０秒経過時に、カメラ１ａで物標が検知されなくなり（ステップＳ４０を否定判定）、かつ、検出器１ｂで物標が検知されている（ステップＳ５０を肯定判定）ので、縮退指示部１７ｃで機能縮退が必要と判断される（ステップＳ６０）。以降、カメラ１ａで再び物標が検知される３７０秒経過時まで、機能縮退が必要とする判断が継続される。

以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）実施の形態に係る車両用制御装置５０を有する自動運転車両の車両制御システム１００は、自車両の周囲の外界をイメージセンサで撮像して物標の位置情報を取得するカメラ１ａと、カメラ１ａの撮像領域内における検出対象からの反射波に基づいて物標の位置情報を取得する検出器１ｂと、カメラ１ａにより取得された位置情報および検出器１ｂにより取得された位置情報に基づいて車両の走行制御を行う走行制御部１６と、イメージセンサからの信号値に基づいて算出される評価値と比較される閾値を設定する設定部１７ａと、評価値を閾値と比較してカメラ１ａにおける撮像環境の悪化を判断する判断部１７ｂと、判断部１７ｂで撮像環境の悪化が判断された場合に、走行制御の一部機能の制限または走行制御の禁止を走行制御部１６へ指示する縮退指示部１７ｃとを備え、設定部１７ａは、カメラ１ａの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得る場合に第１の閾値（評価値８０相当）を、そうでない場合に第１の閾値よりも大きい第２の閾値（評価値９９相当）を、閾値として設定する。
このように構成したので、太陽光に起因する逆光の可能性がある場合は、閾値を評価値８０相当まで下げて（ステップＳ１０２）、評価値が１００（撮像領域に太陽が含まれる強い逆光に相当）に近づく前の早い段階（評価値が８０を超えた時点）で逆光に至る可能性を検知し（ステップＳ２０Ａを肯定判定）、機能縮退が必要か否かの判断処理（ステップＳ４０、Ｓ５０）を行うことが可能になる。一方、太陽光に起因する逆光の可能性がない場合は、閾値を評価値９９相当まで上げて（ステップＳ１０３）、評価値が１００になる場合（ステップＳ２０Ｂを肯定判定）にのみ機能縮退が必要と判断する。一般に、夜間走行時等における対向車のヘッドライトの光、または路上看板の光源の光に起因する逆光の大半は評価値９９以下であるため、逆光に対する過検知を抑制するとともに、機能縮退を避けることが可能になる。

（２）車両用制御装置５０において、設定部１７ａは、太陽高度、太陽方位角および自車両の進行方向を示す情報に基づいて、第１の閾値または第２の閾値を設定する。
このように構成したので、カメラ１ａの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得る場合を適切に判断し、太陽光に起因する逆光の可能性がある場合と、太陽光に起因する逆光の可能性がない場合とで、それぞれ適切に第１の閾値、第２の閾値を設定することが可能になる。

（３）車両用制御装置５０において、第１の閾値が設定された状態で判断部１７ｂにより撮像環境の悪化が判断されると、縮退指示部１７ｃは、カメラ１ａで物標の位置情報が取得されておらず、かつ、検出器１ｂで物標の位置情報が取得されている場合に、走行制御の一部機能の制限または走行制御の禁止を走行制御部１６へ指示する。
このように構成したので、例えば、カメラ１ａと検出器１ｂとで検知されていた同一物標がカメラ１ａで検知されなくなり（ステップＳ４０を否定判定）、かつ検出器１ｂで検知されている場合（ステップＳ５０を肯定判定）は、逆光に起因するカメラ不検知とみなして、機能縮退を行うことが可能になる。

（４）車両用制御装置５０において、第１の閾値が設定された状態で判断部１７ｂにより撮像環境の悪化が判断されると、縮退指示部１７ｃは、カメラ１ａで物標の位置情報が取得されている場合に、走行制御の一部機能の制限および走行制御の禁止を走行制御部１６へ指示しない。
このように構成したので、例えば、カメラ１ａと検出器１ｂとで検知されていた同一物標が、継続してカメラ１ａで検知される場合（ステップＳ４０を肯定判定）は、機能縮退を避けることが可能になる。

（５）車両用制御装置５０において、第２の閾値が設定された状態で判断部１７ｂにより撮像環境の悪化が判断されると、縮退指示部１７ｃは、走行制御の一部機能の制限または走行制御の禁止を走行制御部１６へ指示する。
このように構成したので、太陽光に起因する逆光の可能性がなくても、評価値が１００になる場合（ステップＳ２０Ｂを肯定判定）には、機能縮退を行うことが可能になる。

（６）車両用制御装置５０において、判断部１７ｂにより撮像環境の悪化が判断されると、検出器１ｂで取得された位置情報の一部を、カメラ１ａで取得された位置情報よりも優先させるセンサ群管理部１７を備える。
このように構成したので、撮像環境の悪化に起因してカメラ１ａの認識能力が低下しているおそれがある場合には、検出器１ｂで取得された物標の位置データ（位置情報）を、物標の車幅方向の位置情報として採用することが可能になる。なお、車幅方向の速度情報についても、優先して採用してもよい。

上記実施の形態は、種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。
（変形例１）
機能縮退には、いわゆる自動運転レベルをレベル５からレベル４あるいはレベル３～１のいずれかへ引き下げることも含まれる。また、自動運転レベルをレベル４からレベル３あるいはレベル２または１へ引き下げることも含まれる。同様に、自動運転レベルをレベル３からレベル２あるいはレベル１へ、自動運転レベルをレベル２からレベル１へ、それぞれ引き下げることも含まれる。また、自動運転機能の全部を休止することも機能縮退の一例である。

なお、自動運転レベルは以下の通りである。レベル５は、常に車両制御システム１００が全ての運転タスクを実施する完全自動運転機能である。
レベル４は、高速道路等の特定の場所において車両制御システム１００が全ての運転タスクを実施する、特定条件下における完全自動運転機能である。
レベル３は、高速道路等の特定の場所において車両制御システム１００が全ての運転タスクを実施するが、車両制御システム１００の介入・要求等に対してドライバが適切に対応することが必要な、条件付自動運転機能である。

レベル２は、車両制御システム１００がステアリング補正および加減速を部分的にサポートする運転支援機能である。
レベル１は、車両制御システム１００がステアリング補正および加減速の一方をサポートし、ドライバが他方をコントロールする運転支援機能である。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施の形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施の形態と変形例を任意に組み合わせることも可能である。

１ａ カメラ、１ｂ 検出器、１０ コントローラ、１６ 走行制御部、１７ センサ群管理部、１７ａ 設定部、１７ｂ 判断部、１７ｃ 縮退指示部、５０ 車両用制御装置、ＡＣ アクチュエータ

Claims (6)

1. 自車両の周囲の外界をイメージセンサで撮像して物標の位置情報を取得するカメラと、
   前記カメラの撮像領域内における検出対象からの反射波に基づいて物標の位置情報を取得する検出器と、
   前記カメラにより取得された位置情報および前記検出器により取得された位置情報に基づいて車両の走行制御を行う走行制御部と、
   前記イメージセンサからの信号値に基づいて算出され、前記カメラで撮像された画像の所定領域であらかじめ定めた基準値よりも高い画素値を有する画素の割合を示す評価値と比較される閾値を設定する設定部と、
   前記評価値が前記閾値を超えると、前記カメラにおける撮像環境の悪化を判断する判断部と、
   前記判断部で前記撮像環境の悪化が判断された場合に、前記走行制御の一部機能の制限または前記走行制御の禁止を前記走行制御部へ指示する縮退指示部と、を備え、
   前記設定部は、前記カメラの撮像領域に太陽または太陽の周囲の空が含まれ得る場合に第１の閾値を、そうでない場合に前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を、前記閾値として設定することを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記設定部は、太陽高度、太陽方位角および前記自車両の進行方向を示す情報に基づいて、前記第１の閾値または前記第２の閾値を設定することを特徴とする車両用制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
   前記第１の閾値が設定された状態で前記判断部により前記撮像環境の悪化が判断されると、前記縮退指示部は、前記カメラで前記物標の位置情報が取得されておらず、かつ、前記検出器で前記物標の位置情報が取得されている場合に、前記走行制御の一部機能の制限または前記走行制御の禁止を前記走行制御部へ指示することを特徴とする車両用制御装置。
4. 請求項３に記載の車両用制御装置において、
   前記第１の閾値が設定された状態で前記判断部により前記撮像環境の悪化が判断されると、前記縮退指示部は、前記カメラで前記物標の位置情報が取得されている場合に、前記走行制御の一部機能の制限および前記走行制御の禁止を前記走行制御部へ指示しないことを特徴とする車両用制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
   前記第２の閾値が設定された状態で前記判断部により前記撮像環境の悪化が判断されると、前記縮退指示部は、前記走行制御の一部機能の制限または前記走行制御の禁止を前記走行制御部へ指示することを特徴とする車両用制御装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
   前記判断部により前記撮像環境の悪化が判断されると、前記検出器で取得された位置情報の一部を、前記カメラで取得された位置情報よりも優先させるセンサ群管理部を備えることを特徴とする車両用制御装置。

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