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JP7763887B2 - 移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラム - Google Patents
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JP7763887B2 - 移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラム - Google Patents

移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラム

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Description

本発明は、移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラムに関する。
近年、交通参加者の中でも脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化している。この実現に向けて自動運転技術に関する研究開発を通して交通の安全性や利便性をより一層改善する研究開発に注力している。これに関連して、自車両の左右の白線のうち片側のみが検出された場合に、自車両および周辺車両から推定した車線幅を用いてもう一方の白線位置を推定する技術や、白線が検知できない場合に車線維持走行を中止する技術が知られている(例えば、特許文献1および2参照)。
特開2016-148893号公報 特開2001-023094号公報
ところで、従来の自動運転技術においては、片側の区画線情報のみで移動体の移動制御を制限したり、継続したりすることに関して充分に検討されていると言い切れず、未だ検討の余地があった。
本願は上記課題の解決のため、移動体の周辺状況に応じて、より適切な移動制御を実行することができる移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。
この発明に係る移動体制御装置、移動体制御方法、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移動体制御装置は、移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識する第1認識部と、前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識する第2認識部と、前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行う移動制御部と、前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整する調整部と、前記調整部により前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定する速度判定部と、を備え、前記移動制御部は、前記速度判定部により前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行い、前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続する、移動体制御装置である。
(2):上記(1)の態様において、前記調整部は、前記移動体から見て前記移動路を区画する左右の区画線のうち、一方側は前記第1区画線と前記第2区画線とが認識され、他方側は前記第2区画線のみが認識されている場合に、前記一方側の前記第1区画線および前記第2区画線のそれぞれの延伸方向によって成す角度が所定角度以内となるように、前記第2区画線の位置を移動させるものである。
(3):上記(2)の態様において、前記調整部による調整は、前記第2区画線を回転させるものであり、前記移動速度は、前記第2区画線の回転に基づく回転速度である。
(4):上記(3)の態様において、前記移動速度は、前記第2区画線の回転に基づいて推定される前記移動体の自己位置の推定角速度であり、前記速度判定部は、前記推定角速度と、前記移動体の角速度を計測するセンサにより計測された計測角速度との乖離度合が閾値以上の場合に、前記移動速度が所定速度以上であると判定するものである。
(5):上記(2)の態様において、前記障害物は、前記移動体の周辺に存在する他移動体を含み、前記移動制御部は、前記他移動体の将来位置が前記一方側の前記第1区画線の延伸方向に存在する場合に、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行うものである。
(6):上記(1)の態様において、前記移動制御部は、前記移動速度が所定速度未満である場合は、前記障害物の有無によらずに前記移動制御を継続するものである。
(7):この発明の他の一態様に係る移動体制御方法は、コンピュータが、移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識し、前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識し、前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行い、前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整し、前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定し、前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行い、前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続する、移動体制御方法である。
(8):この発明の他の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識させ、前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識させ、前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行わせ、前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整させ、前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定させ、前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行わせ、前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続させる、プログラムである。
上記(1)~(8)の態様によれば、移動体の周辺状況に応じて、より適切な移動制御を実行することができる。
実施形態に係る移動体制御装置を含む車両システム1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。 第1の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。 第2の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。 地図区画線ML1、ML2をカメラ区画線CLの延伸方向に合うように移動させた結果の一例を示す図である。 第3の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。 第4の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。 角速度偏差について説明するための図である。 実施形態における運転制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照し、本発明の移動体制御装置、移動体制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。以下では、移動体の一例として車両を用いるものとし、移動体制御装置が自動運転車両に適用された実施形態について説明する。自動運転とは、例えば自動的に車両の操舵または速度のうち、一方または双方を制御して運転制御を実行することである。上述した運転制御には、例えば、ALC(Automated Lane Change)、LKAS(Lane Keeping Assistance System)、ACC(Adaptive Cruise Control System)やTJP(Traffic Jam Pilot)、CMBS(Collision Mitigation Brake System)等の各種運転制御が含まれてもよい。また、自動運転車両は、車両の利用者(例えば、乗員)の手動操作による運転制御(いわゆる手動運転)が実行されてもよい。移動体には、車両の他、例えば、ホバークラフトのように区画された移動路も移動可能な船舶や、道路を走行可能な飛行体、動力ユニットを有する立ち乗り用の乗り物等が含まれてよい。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る移動体制御装置を含む車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両(以下、自車両Mと称する)は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両やマイクロモビリティであり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、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等のバッテリ(蓄電池)の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、カメラ10と、レーダ装置12と、LIDAR(Light Detection and Ranging)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と、レーダ装置12と、LIDAR14と、物体認識装置16とを組み合わせたものが「検知デバイスDD」の一例である。HMI30は、「出力装置」の一例である。自動運転制御装置100は、「移動体制御装置」の一例である。
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1が搭載される自車両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、車体の前頭部等に取り付けられる。後方を撮像する場合、カメラ10は、リアウインドシールド上部やバックドア等に取り付けられる。側方を撮像する場合、カメラ10は、ドアミラー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の周辺にミリ波等の電波を放射すると共に、周辺の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。
LIDAR14は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。LIDAR14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。LIDAR14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LIDAR14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、速度等を認識する。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。また、物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびLIDAR14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。その場合、車両システム1(検知デバイスDD)の構成から物体認識装置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)、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等のネットワークを利用して、例えば、自車両Mの周辺に存在する他車両、自車両Mを利用する利用者の端末装置、或いは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出力すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30には、例えば、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、マイク等が含まれる。
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、ヨーレート(例えば、自車両Mの重心点を通る鉛直軸回りの回転角速度)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。また、車両センサ40は、自車両Mの位置を検出する位置センサが設けられていてもよい。位置センサは、「位置計測部」の一例である。位置センサは、例えば、GPS(Global Positioning System)装置から位置情報(経度・緯度情報)を取得するセンサである。また、位置センサは、ナビゲーション装置50のGNSS(Global Navigation Satellite System)受信機51を用いて位置情報を取得するセンサであってもよい。車両センサ40は、位置センサにおける所定時間における位置情報の差分(すなわち距離)から自車両Mの速度を導出してもよい。車両センサ40により検出した結果は、自動運転制御装置100に出力される。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS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等の記憶装置に第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、キー等を含む。GNSS受信機51は、車両センサ40に設けられてもよい。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(移動路の一例)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、POI(Point Of Interest)情報等を含んでもよい。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、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。ナビゲーション装置50は、決定した地図上経路を、MPU60に出力する。
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等の記憶装置に第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、車線数(移動路数)、道路区画線(以下、区画線と称する)の種類や形状、車線の中央の情報あるいは道路境界の情報等を含んでいる。第2地図情報62には、道路境界が、車両が通過(横断、接触も含む)不可能な構造物を含む境界(物理境界)であるか否かの情報を含んでいてもよい。物理境界とは、例えば、ガードレール、縁石、中央分離帯、フェンス等である。通過不可能とは、通常起こり得ないような車両の振動を許容するのであれば通過できる程度の低い段差が存在することを含んでもよい。また、第2地図情報62には、道路形状情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、駐車場情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路形状情報とは、例えば、道路の曲率(曲率半径に言い換えてもよい。以下も同様)、幅員、勾配等である。第2地図情報62は、通信装置20が外部装置と通信することにより、随時、アップデート(更新)されてよい。第1地図情報54および第2地図情報62は、地図情報として一体に設けられていてもよい。また、地図情報は、記憶部190に記憶されていてもよい。
運転操作子80は、例えば、ステアリングホイールと、アクセルペダルと、ブレーキペダルとを備える。また、運転操作子80は、シフトレバー、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含んでもよい。運転操作子80の各操作子には、例えば、乗員による操作子の操作量あるいは操作の有無を検出する操作検出部が取り付けられている。操作検出部は、例えば、ステアリングホイールの操舵角や操舵トルク、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込量等を検出する。そして、操作検出部は、検出結果を自動運転制御装置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のうち一方または双方に出力する。
自動運転制御装置100は、自車両Mに対して自動運転に属する各種運転制御を実行する。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、HMI制御部180と、記憶部190とを備える。第1制御部120と、第2制御部160と、HMI制御部180とは、それぞれ、例えばCPU(Central Processing Unit)等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)、SOC(System On Chip)等のハードウェア(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。上述のプログラムは、予め自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(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、メモリカード等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)がドライブ装置やカードスロット等に装着されることで自動運転制御装置100の記憶装置にインストールされてもよい。
記憶部190は、上記の各種記憶装置、或いはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現されてもよい。記憶部190には、例えば、実施形態における各種情報、プログラム等が格納される。また、記憶部190には、地図情報(例えば、第1地図情報54および第2地図情報62)が格納されていてもよい。
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、道路標示等がある)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。また、第1制御部120は、例えば、MPU60やHMI制御部180等からの指示に基づいて自車両Mの自動運転に関する制御を実行する。
認識部130は、検知デバイスDDの認識結果(カメラ10、レーダ装置12、およびLIDAR14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の周辺状況を認識する。例えば、認識部130は、自車両Mの周辺(所定距離以内)に存在する物体の位置、速度、加速度等の状態を認識する。物体には、他車両(他移動体の一例)、歩行者、自転車等の交通参加者や、道路(移動路)を区画する物理境界等が含まれる。物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心等)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、例えば、物体が他車両等の移動体である場合に、移動体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば、他車両が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。
また、認識部130は、例えば、一時停止線、赤信号、料金所、その他の道路事象、道路に標示された標示(制限速度)、制限速度を標示された道路標識を認識する。また、認識部130は、例えば、第1認識部132と、第2認識部134とを備える。これらの機能の詳細については、後述する。
行動計画生成部140は、認識部130の認識結果等に基づいて自動運転により自車両Mを走行させる行動計画を生成する。例えば、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、更に認識部130による認識結果や地図情報から取得された自車両Mの現在位置に基づく周辺の道路形状等に基づいて、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。イベントには、例えば、自車両Mを一定の速度で同じ車線を走行させる定速走行イベント、自車両Mの前方の所定距離以内(例えば100[m]以内)に存在し、自車両Mに最も近い他車両に自車両Mを追従させる追従走行イベント、自車両Mを自車線から隣接車線へと車線変更させる車線変更イベント、道路の分岐地点で自車両Mを目的地側の車線に分岐させる分岐イベント、合流地点で自車両Mを本線に合流させる合流イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバーイベント等が含まれる。また、イベントには、例えば、自車両Mを一旦隣接車線に車線変更させて先行車両を隣接車線において追い越してから再び元の車線へと車線変更させる追い越しイベント、自車両Mの前方に存在する障害物を回避するために自車両Mに制動および操舵の少なくとも一方を行わせる回避イベント等が含まれてよい。
また、行動計画生成部140は、例えば、自車両Mの走行時に認識された自車両Mの周辺状況に応じて、現在の区間に対して既に決定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間に対して新たなイベントを設定したりしてよい。また、行動計画生成部140は、HMI30への乗員の操作に応じて、現在の区間に対して既に設定したイベントを他のイベントに変更したり、現在の区間に対して新たなイベントを設定したりしてよい。行動計画生成部140は、設定し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、乖離判定部142と、調整部144と、速度判定部146と、走行制御部148とを備える。走行制御部148、第2制御部160、およびHMI制御部180は、「移動制御部」の一例である。これらの機能の詳細については、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。
第2制御部160は、例えば、目標軌道取得部162と、速度制御部164と、操舵制御部166とを備える。目標軌道取得部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。
図1に戻り、HMI制御部180は、HMI30により、乗員に所定の情報を通知(報知)する。所定の情報には、例えば、自車両Mの状態に関する情報や、運転制御(走行制御)の制限に関する情報等の自車両Mの走行に関連のある情報が含まれる。自車両Mの状態に関する情報には、例えば、自車両Mの速度、エンジン回転数、シフト位置等が含まれる。また、運転制御に関する情報には、例えば、自動運転による運転制御の実行の有無や、自動運転を開始するか否かを問い合わせる情報、自動運転による運転制御状況に関する情報、自動化レベルに関する情報、自動運転から手動運転に切り替わる場合に乗員に運転を促す情報等が含まれる。また、所定の情報には、検知デバイスDDにより認識された周辺状況に関する情報が含めてよい。また、所定の情報には、テレビ番組、DVD等の記憶媒体に記憶されたコンテンツ(例えば、映画)等の自車両Mの走行に関連しない情報が含まれてもよい。また、所定の情報には、例えば、自動運転における現在位置や目的地、自車両Mの燃料の残量に関する情報が含まれてよい。HMI制御部180は、HMI30により受け付けられた情報を通信装置20、ナビゲーション装置50、第1制御部120等に出力してもよい。
また、HMI制御部180は、乗員への問い合わせ情報や、第1制御部120、第2制御部160による処理結果等をHMI30に出力させてもよい。また、HMI制御部180は、HMI30に出力させる各種情報を、通信装置20を介して自車両Mの乗員が利用する端末装置に送信してもよい。
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、および変速機等の組み合わせと、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のアクセルペダル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のブレーキペダル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、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のステアリングホイール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。
[認識部および行動計画生成部]
次に、認識部130(主に第1認識部132、第2認識部134)、および行動計画生成部140(主に乖離判定部142、調整部144、速度判定部146、走行制御部148)の機能の詳細について説明する。なお、以下では、認識部130および行動計画生成部の機能を用いた自車両Mの運転制御(走行制御)の内容を幾つかの場面に分けて説明する。
[第1の場面]
図3は、第1の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。図3の例では、検知デバイスDDにより認識された区画線CL1、CL2と、自車両Mの位置情報に基づいて地図情報(例えば、第2地図情報62)から得られる区画線ML1、ML2とが示されている。地図情報において、車線L1は区画線ML1とML2とで区画される。図3の例において、区画線CL1、CL2は「第1区画線」の一例であり、区画線ML1、ML2は「第2区画線」の一例である。また、以下では、区画線CL1、CL2を「カメラ区画線CL1、CL2」と称する場合があり、区画線ML1、ML2を「地図区画線ML1、ML2」と称する場合がある。また、カメラ区画線CL1、CL2のそれぞれを区別しない場合には、単に「カメラ区画線CL」と称し、地図区画線ML1、ML2のそれぞれを区別しない場合には、単に「地図区画線ML」と称する場合がある。
第1認識部132は、自車両Mの周辺状況(外界)を検知した検知デバイスDDの出力に基づいて、自車両Mの周辺状況を認識する。例えば、第1認識部132は、カメラ10により撮像された画像(以下、カメラ画像)に基づいて、自車両Mの走行車線(移動路、車線L1)を区画する左右のカメラ区画線CL1、CL2を認識する。また、第1認識部132は、車線L1に隣接する隣接車線が存在する場合に、隣接車線を区画するカメラ区画線を認識してもよい。
例えば、第1認識部132は、カメラ画像を解析し、画像において隣接画素との輝度差が大きいエッジ点を抽出し、エッジ点を連ねて画像平面におけるカメラ区画線CL1、CL2を認識する。また、第1認識部132は、自車両Mの代表点の位置を基準とした、カメラ区画線CL1、CL2の位置を車両座標系(例えば、図3のXY平面座標)に変換する。
また、第1認識部132は、例えば、カメラ区画線CL1、CL2の曲率を認識してもよい。カメラ区画線CL1、CL2は、カメラ10以外の検知デバイス(例えば、レーダ装置12、LIDAR14)の出力に基づいて認識または補正されてよい。また、第1認識部132は、カメラ区画線CL1、CL2の曲率変化量を認識してもよい。曲率変化量とは、例えば、カメラ10によって認識されるカメラ区画線CL1、CL2の自車両Mから見て前方x[m]における曲率の時間変化率である。また、第1認識部132は、カメラ区画線CL1、CL2のそれぞれの曲率または曲率変化量を平均して、カメラ区画線CL1、CL2により区画される車線の曲率または曲率変化量を認識してもよい。カメラ区画線CL1、CL2は、カメラ10以外の検知デバイス(例えば、レーダ装置12、LIDAR14)の出力に基づいて認識または補正されてよい。
また、第1認識部132は、自車両Mの周辺に存在する他の物体(例えば、物理境界、他車両(他移動体の一例)等)を認識する。また、第1認識部132は、認識した物体のうち、自車両Mの将来の走行において、接触する可能性がある物体を障害物として認識してもよい。例えば、第1認識部132は、自車両Mの位置および速度VMと物体の位置および速度とに基づく接触余裕値が閾値未満の場合に、接触する可能性があると判定してその物体を障害物として認識する。接触余裕値とは、例えば、接触余裕時間TTC(Time To Collision)であり、自車両Mと他車両との相対距離を相対速度で除算することで導出される。また、第1認識部132は、物体の位置および速度に基づき、将来位置(所定時間後の位置)が自車両Mの走行車線上に存在する認識される場合に、その物体を障害物であると認識してもよい。
第2認識部134は、例えば、車両センサ40やGNSS受信機51により検出された自車両Mの位置に基づいて地図情報から自車両Mの周辺の車線の区画線を認識する。例えば、第2認識部134は、自車両Mの位置情報に基づいて地図情報を参照し、自車両Mの進行方向または自車両Mが進行可能な方向に存在する地図区画線ML1、ML2を認識する。
また、第2認識部134は、車線L1を区画する区画線として地図区画線ML1、ML2を認識する。また、車線L1に隣接する隣接車線が存在する場合に隣接車線を区画する区画線を認識してもよい。また、第2認識部134は、第2地図情報62から地図区画線ML1、ML2のそれぞれの曲率または曲率変化量を認識する。また、第2認識部134は、地図区画線ML1、ML2のそれぞれの曲率または曲率変化量を平均して、地図区画線により区画される車線の曲率または曲率変化量を認識してもよい。
乖離判定部142は、第1認識部132で認識されたカメラ区画線CL1、CL2と、第2認識部134で認識された地図区画線ML1、ML2とが乖離するか否かを判定する。例えば、乖離判定部142は、自車両Mから見て左側の最も近い位置に存在する区画線CL1とML1との乖離度合、および自車両Mから見て右側の最も近い位置に存在する区画線CL2とML2との乖離度合を導出する。そして、乖離判定部142は、導出した乖離度合が閾値以上である場合に、カメラ区画線CLと地図区画線MLとが乖離すると判定し、乖離度合が閾値未満である場合に乖離していないと判定する。乖離するか否かの判定は、所定のタイミングまたは周期で繰り返し実行させてよい。
例えば、乖離判定部142は、車両座標系の平面(XY平面)において、自車両Mの代表点の位置を基準に、カメラ区画線CL1、CL2を重畳させると共に、地図区画線ML1、ML2を重畳させる。そして、乖離判定部142は、比較対象の区画線(区画線CL1とML1、区画線CL2とML2)を判定する場合に、少なくとも一つの区画線の乖離度合が閾値以上の場合に区画線が乖離すると判定し、全ての区画線が閾値未満の場合に乖離しないと判定する。乖離度合とは、例えば、道路幅方向(移動路幅方向、横方向、図中Y軸方向)のずれ量の度合(乖離距離、移動路幅方向偏差)である。なお、図3の例では、区画線CL1とML1の横位置のずれ量D1と、区画線CL2とML2の横位置のずれ量D2との平均値を用いて乖離判定を行ってもよく、ずれ量D1、D2の最大値または最小値を用いて乖離判定を行ってもよい。
また、乖離度合とは、例えば、上述した横位置のずれ量に代えて(または加えて)、比較対象の2つの区画線によって成す角度の大きさの度合(乖離角度)であってもよい。図3の例では、区画線CL1とML1とによって成す角度θ1と、区画線CL2とML2とによって成す角度θ2との平均値を用いてもよく、角度θ1、θ2の最大値または最小値を用いてもよい。
また、乖離度合は、上述した横位置のずれ量や区画線によって成す角度に代えて(または加えて)、区画線の曲率変化量の差の度合(大きさ)でもよい。曲率変化量は、主に車線がカーブ路である場合に用いられる。例えば、乖離判定部142は、区画線CL1とML1との曲率変化量の差と、区画線CL2とML2との曲率変化量の差との平均値を用いてもよく、差の最大値または最小値を用いてもよい。また、乖離判定部142は、区画線CL1、CL2の曲率変化量の平均値と、区画線ML1、ML2の曲率変化量の平均値との差を用いてもよい。また、カメラ画像から認識される車線L1の曲率変化量と地図情報から認識される車線の曲率変化量との差を用いてもよい。
なお、乖離判定部142は、例えば、カメラ区画線と地図区画線とが乖離するか否かを判定する場合に、認識部130により検知されたカメラ区画線の曲率変化量、およびカメラ区画線と地図区画線とによりなす角度のうち、一方または双方に基づいてカメラ区画線が誤認識であるか否かを判定してもよい。この場合、乖離判定部142は、例えば、曲率変化量の変化方向と角度の変化方向とが同一であり、且つ、曲率変化量および角度が自車両Mからの距離に応じて増加している場合に、カメラ区画線の誤認識判定を行う。これにより、曲率変化量と角度の両方が増加している場合に誤認識と判断されるため、カーブ路等の車線変化区間を走行する際のカメラ区画線の誤認識を、より精度良く判定することができる。
調整部144は、自車両Mが存在する車線L1を区画するカメラ区画線CLと地図区画線MLの認識部(第1認識部132、第2認識部134)による認識状態が所定条件を満たす場合に、自車両Mを基準としたカメラ区画線CLおよび地図区画線MLのそれぞれの位置が合うように(完全に一致することに加えて所定の誤差範囲を含む)ようにカメラ区画線CLまたは地図区画線MLを移動させて位置を調整する。速度判定部146は、調整部144によりカメラ区画線CLまたは地図区画線MLを移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定する。調整部144および速度判定部146による機能の具体例については、後述する。
走行制御部148は、第1認識部132および第2認識部134の認識結果や、乖離判定部142、調整部144、および速度判定部146の各処理結果に基づいて、自車両Mに対する運転制御(走行制御)を決定し、決定した運転制御に基づく目標軌道を生成する。「運転制御を決定する」には、例えば、運転制御の内容(種類)を決定することや、運転制御を実行するか否か(制限するか)を決定することが含まれてよい。また、「運転制御を実行する」には、例えば、運転制御の内容を切り替えて実行することに加え、すでに実行中の運転制御を継続することが含まれてよい。運転制御を制御するとは、運転制御を実行しないことだけでなく、運転制御の自動化レベルを下げることが含まれてもよい。
ここで、走行制御部148により実行される運転制御には、少なくとも第1運転制御と、第2運転制御とが含まれる。第1運転制御は、例えば、カメラ区画線CLと地図区画線MLとのうち少なくとも一方に基づいて自車両Mの操舵または速度のうち、少なくとも操舵制御を実行する運転制御である。例えば、第1運転制御は、ALC制御の場合に、自車両Mが走行車線(例えば、車線L1)から車線変更先(進路変更先)の車線に車線変更するための走行軌道を生成し、生成した走行軌道に沿った軌道上を自車両Mの代表点が走行するように自車両Mを走行させる。また、第1運転制御は、LKAS制御の場合に、自車両Mの代表点が区画線によって区画される車線の中央を通過するように自車両Mを走行させる。なお、第1運転制御においては、例えばカメラ認識精度が閾値未満の場合には、地図区画線MLを優先して運転制御を行い、地図情報が古いもの(例えば、地図更新日が所定日時よりも過去のもの)である場合には、カメラ区画線CLを優先して運転制御を行ってもよい。
第2運転制御は、例えば、第1認識部132により認識された物体(例えば、物理境界、他車両)に基づいて、自車両Mの操舵または速度のうち、少なくとも操舵制御を実行する運転制御である。第2運転制御は、例えば、物理境界や他車両の位置に基づいて車線の位置を特定し、特定した車線の中央を自車両Mの代表点が走行するように自車両Mを走行させる。また、第2運転制御は、他車両の走行軌跡に沿った軌道上を自車両Mの代表点が走行するように自車両Mを走行させる。
また、運転制御には、自動化レベル(自動化の度合の一例)が異なる複数の運転制御のうちが含まれてもよい。自動化レベルは、例えば、第1レベルと、第1レベルよりも運転制御の自動化の度合が低い第2レベルと、第2レベルよりも運転制御の自動化の度合が低い第3レベルとが含まれる。また、自動化レベルには、第3レベルよりも運転制御の自動化の度合が低い第4レベルが含まれてもよい。ここで、自動化レベルとは、標準化された情報や法規等で定められたレベルであってもよく、それとは無関係に設定される指標値であってもよい。したがって、自動化レベルの種類や内容、数については、以下の例に限定されない。運転制御の自動化の度合が低いとは、例えば、運転制御における自動化率が小さく、運転者に課されるタスクが大きい(重度である)ことである。また、運転制御の自動化が低いとは、自動運転制御装置100が自車両Mの操舵または加減速を制御する度合が低い(運転者が操舵または加減速の操作に介入する必要度合が高い)ことである。運転者に課されるタスクとは、例えば、自車両Mの周辺監視や、運転操作子の操作等である。運転操作子の操作には、例えば、運転者がステアリングホイールを把持している状態(以下、ハンズオン状態)であることが含まれる。運転者に課されるタスクは、例えば、自車両Mの自動運転の維持に必要な乗員へのタスク(ドライバータスク)である。したがって、課されたタスクを乗員が実行できない場合は、自動化レベルが下がることになる。例えば、第1レベルの運転制御には、例えば、ALC、LKAS、ACC、TJP、CMBS等の運転制御が含まれてよい。また、第2または第3レベルの運転制御には、例えば、ALC、LKAS、ACC、CMBS等の運転制御が含まれてよい。第4レベルの運転制御には、手動運転が含まれてよい。また、第4レベルの運転制御には、例えば、ACC、CMBS等の運転制御が実行されてよい。第1~第4レベルのうち、第1レベルは運転制御の自動化の度合が最も高いものであり、第4レベルは運転制御の自動化の度合が最も低いものである。
また、第1レベルにおいては、乗員に課されるタスクはない(運転者に課されるタスクが最も軽度)ため、例えば自車両Mの運転者がステアリングホイールを把持していない状態(以下、ハンズオフ状態)での運転制御が許容される。また、第2レベルにおいて運転者に課されるタスクは、例えば、自車両Mの周辺(特に前方)監視である。また、第3レベルにおいて運転者に課されるタスクは、例えば、自車両Mの周辺監視に加えてハンズオン状態であるである。また、第4レベルにおいて運転者に課されるタスクは、例えば、自車両Mの周辺監視およびハンズオン状態であることに加えて、運転操作子80による自車両Mの操舵および速度を制御するための操作である。つまり、第4レベルの場合は、すぐに乗員に運転交代ができる状態であり、運転者に課されるタスクが最も重度である。各自動化レベルにおける運転制御の内容や乗員に課されるタスクについては、上述した例に限定されない。自動運転制御装置100は、自車両Mの周辺状況や乗員が実行中のタスクに基づいて、第1~第4レベルのうち何れかのレベルの運転制御が実行される。
例えば、走行制御部148は、乖離判定部142によりカメラ区画線CLと地図区画線MLとが乖離していないと判定された場合には第1運転制御を実行し、カメラ区画線と地図区画線とが乖離していると判定した場合に第2運転制御を実行する。また、走行制御部148は、例えば、所定条件を満たす場合に、第1運転制御から第2運転制御に切り替える制御を行ってもよく、自車両Mに対する運転制御を終了して乗員の手動運転に切り替える等の制御を行ってもよい。また、走行制御部148は、周辺状況や運転制御の種類に応じて自動化レベルを切り替えてもよい。
また、カメラ区画線CLを地図区画線MLが乖離していない状態での運転制御の実行中に、自車両Mの移動中の挙動の変化や道路変化によって、カメラ区画線CLと地図区画線MLとが乖離していると判定されない程度のずれ量(乖離距離や乖離角度の所定量以下のずれ)が生じる場合がある。その場合、調整部144は、例えば、カメラ区画線CLの位置と地図区画線MLの位置とが合うように(所定の誤差範囲を含む)、一方の区画線(例えば、地図区画線)を移動させる。この移動には、移動路の横方向(移動路幅方向)への移動や基準方向に対する角度を移動させる回転移動が含まれる。また、調整部144は、ずれ量が大きいほど移動速度を大きくする。これにより、短時間で区画線を合わせて運転制御を継続することができる。
なお、走行制御部148は、運転制御の内容が変更したり、自動化レベルを切り替えて、運転制御を制限する場合には、運転制御の制限に関する情報(画像や音声)の乗員への通知をHMI制御部180に実行させてもよい。
[第2の場面]
次に、第2の場面における自車両Mの運転制御について説明する。図4は、第2の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。図4において、自車両Mは、地図区画線ML1とML2とで区画される車線L1を速度VMで走行している。また、第2の場面よりも前の時刻では、乖離判定部142により、自車両Mの左右のカメラ区画線CLと地図区画線MLとの乖離がないと判定され、第1運転制御により地図区画線ML1、ML2に基づくLKAS等の運転制御が実行されていた状態であったものとする。
ここで、第2の場面における自車両Mから見た車線L1の左右の区画線の認識状態は、一方側(図中左側)がカメラ区画線CL1と地図区画線ML1とが認識され、他方側(図中右側)が地図区画線ML2のみ認識されている状態であるものとする。言い換えると、第2の場面において、自車両Mから見て右側のカメラ区画線CL2は、認識精度や区画線の擦れ等により、第1認識部132により認識されていない(認識ロスト)状態となっている。また、第2の場面では、認識されているカメラ区画線CL1と地図区画線ML1とにずれが生じている場面を示している。なお、ずれ量(乖離角度θ3)は、乖離していると判定されない程度のずれ量であるものとする。なお、上述した第2の場面は、カメラ区画線CLと地図区画線MLの認識状態が所定条件を満たす場合の一例である。
この場合、調整部144は、例えば、地図区画線ML1をカメラ区画線CL1の位置に合うように移動させ、走行制御部148は、移動後の地図区画線ML1により区画された車線に基づいて自車両の走行を継続させる。
具体的に説明すると、まず、調整部144は、自車両Mから見て左側のカメラ区画線CL1および地図区画線ML1のそれぞれの延伸方向によって成す角度θ3が所定角度以内となるように、地図区画線ML1の位置を移動させる。具体的には、角度θ3が所定角度以内となるように、地図区画線ML1を図中左側に回転させる。
また、調整部144は、地図区画線ML1と同様に車線L1の右側の地図区画線ML2を回転移動させる。図5は、地図区画線ML1、ML2をカメラ区画線CLの延伸方向に合うように移動させた結果の一例を示す図である。調整部144は、地図区画線ML1の移動位置に合わせて、地図区画線ML1と地図区画線ML2とが平行に位置づけられるように地図区画線ML2を移動させる。調整部144は、例えば、地図区画線ML1とML2の移動を同時に行ってもよい。これにより、車線L1の車線幅を維持したまま位置を調整することができる。また、調整部144は、地図区画線ML1を移動させる際の移動速度を取得する。第2の場面における移動速度は、地図区画線ML1を回転させたときの回転角速度である。
速度判定部146は、調整部144により地図区画線ML1を移動させた際の移動速度(回転角速度)が所定速度以上であるか否かを判定する。走行制御部148は、速度判定部146により移動速度が所定速度以上ではない(所定速度未満である)と判定された場合に、周辺の障害物の有無によらずに自車両Mが実行中の走行制御を継続する。また、移動速度が所定速度以上である場合には、後述する第3および第4の場面に示すように、自車両Mの周辺に障害物が存在する場合と、存在しない場合とで異なる走行を行う。
[第3の場面]
図6は、第3の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。第3の場面では、第2の場面と比較して、自車両Mの周辺の他車両m1~m3が存在する点で相違する。以下、第2の場面との相違点を中心に説明し、第2の場面で説明した内容と同じ内容についての説明は省略する。後述する第4の場面についても同様である。なお、第3の場面では、カメラ区画線CL1の位置に合わせて地図区画線ML1、ML2を移動させた状態であって、更に移動後の地図区画線ML1、ML2の位置(延伸方向)に合わせて自車両Mの向きを変更した後の状態を示している。第3の場面において、第1認識部132は、自車両Mの位置および速度MVと、他車両m1~m3のそれぞれの位置と速度Vm1~Vm3とに基づいて、他車両m1、m2が障害物であると認識されるものとする。なお、「他車両m1、m2が障害物であると認識される場合」とは、例えば、現時点で障害物として認識されることに加えて、近い将来(例えば、数秒以内)において障害物と認識される場合が含まれてよい。例えば、他車両m1、m2の位置と速度Vm1、Vm2とに基づく他車両m1、m2の将来位置が、カメラ区画線CL1の延伸方向、カメラ区画線CL1に合わせて移動させた地図区画線ML1の延伸方向、または、移動させた地図区画線ML1、ML2によって区画される車線の延伸方向に存在する場合に、他車両m1、m2が障害物であると認識される。また、他車両m1、m2の将来予測軌道が自車両Mの将来予測軌道と干渉する場合に、他車両m1、m2が障害物であると認識されてもよい。
第3の場面において、カメラ区画線CL1の位置に地図区画線ML1の位置を合わせるための移動速度が所定速度以上である場合であって、自車両Mの周辺に障害物(図6の例では、他車両m1、m2)が存在する場合、走行制御部148は、運転制御(走行制御)の制限と、運転制御の制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行う。
運転制御の制限とは、実行中の運転制御を終了(中止)することや、自動化レベルを下げること(運転制御の自動化の度合を低くすること)が含まれる。運転制御の制限に関する通知は、走行制御部148がHMI制御部180に指示することで、HMI制御部180により実行される。運転制御に関する通知には、例えば、制限(または変更)される運転制御の内容の通知だけでなく、自車両Mの進行方向(前方)に障害物が存在することや、自動化レベルに応じた乗員の状態を促す(例えば、ハンズオン状態になることを促す)通知が含まれてよい。また、通知には、画像表示による通知と音声(警報)出力による通知とのうち少なくとも一方が含まれる。例えば、走行制御部148は、最初に運転制御の制限と上記通知とのうち一方を行い、その所定時間後に他方を行ってもよく、同時に両方を行ってもよい。また、走行制御部148は、道路状況や、区画線の移動速度や移動量に応じて運転制御の制限と上記通知とのうち一方または双方を行ってもよい。また、通知の有無や種類(画像のみ、音声のみ、または両方)については、自車両Mの乗員が設定してもよい。これにより、地図区画線ML1、ML2の移動によって、自車両Mの進行方向が変更した直後に障害物が存在する場合に、より適切なタイミングで運転制御の制限や制限に関する通知を行う等ことができる。したがって、自車両Mの周辺状況に応じて、より適切な移動制御を実行することができる。
[第4の場面]
図7は、第4の場面における自車両Mの運転制御について説明するための図である。第4の場面では、第2の場面と比較して、カメラ区画線CL1(または移動させた後の地図区画線ML1)の延伸方向に物体OB1が存在する点で相違する。物体OB1は、例えば、静止物体であり、第1認識部132により自車両Mが物体OB1上を通過することができない(回避する必要がある)大きさや材質、形状だと認識される物体である。第4の場面において、物体OB1は、第1認識部132により障害物と認識される。
第4の場面において、カメラ区画線CL1の位置に地図区画線ML1の位置を合わせるための移動速度が所定速度以上である場合であって、カメラ区画線CL1(または移動させた後の地図区画線ML1)の延伸方向に障害物(図6の例では、物体OB1)が存在する場合、走行制御部148は、第3の場面と同様に運転制御の制限と、運転制御の制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行う。
また、第3および第4の場面のように、カメラ区画線CL1の位置に地図区画線ML1の位置を合わせるための移動速度が所定速度以上である場合であって、自車両Mの周辺に障害物が存在しない場合、走行制御部148は、少なくとも運転制御の制限は行わず、実行中の運転制御を継続する。また、この状況では、地図区画線MLの移動速度が所定速度以上になることで、地図区画線ML1の移動に基づいて推定される自車両Mの自己位置の回転角速度(推定角速度)と、実際に車両センサ40で計測した回転角速度(計測角速度、ヨーレート)とに一時的に閾値以上の誤差(角速度偏差)が生じる場合があり、その誤差により自車両Mの挙動がふらつくため、障害物が存在しない場合であっても警報等の通知を行う場合がある。つまり、走行制御部148は、障害物が存在しない場合には通知を抑制する制御を行うが、カメラ区画線CL1の位置に地図区画線ML1の位置を合わせるための移動速度が所定速度以上である場合には、運転制御を継続しつつ通知を行う場合があってもよい。通知を抑制するとは、通知を行わないことや、通知のタイミングを遅らせることが含まれる。通知のタイミングを遅らせることで(時間経過と共に)、誤差が小さくなるため、結果的に通知を行わないこともあり得る。これにより、乗員に対する過剰な通知を抑制することができる。
上述した第2~第4の場面に示すように、実施形態では、自車両Mの周辺状況に応じて車線L1の一方側で、カメラ区画線CL1と地図区画線ML1とが乖離していない(マッチングしている)状態において、カメラ区画線CL1と地図区画線ML1との延伸方向によって成す角度にずれが生じた場合に、カメラ区画線CL1の位置に合うように地図区画線ML1を回転させて、実行中の運転制御(走行制御)の継続を図る。このとき、地図区画線の回転速度が所定速度以上の場合には、周辺に障害物が存在しない場合にのみ実行中の運転制御を継続し、更に回転速度が所定以下の場合に障害物の有無によらずに運転制御を継続させる。これにより、カメラ区画線CL1と地図区画線ML1とにずれが生じたことによりすぐに運転制御を制限したり、乗員に通知を行うことを抑制することができる。したがって、周辺状況に応じて、より適切な運転制御を実現できる。
[変形例]
上述した実施形態では、カメラ区画線CL1の位置に合うように地図区画線ML1を回転移動させたときの移動速度を用いたが、横位置のずれに対して位置を合わせるための移動を行うときの移動速度を用いてもよい。また、上述した実施形態では、地図区画線ML1を移動させることに代えて、カメラ区画線CL1を地図区画線ML1に合わせるための移動を行ったときの移動速度を用いてもよい。
また、実施形態では、移動する区画線の移動速度において、区画線の回転角速度に代えて、区画線の移動に応じた自車両Mの推定自己位置(方位、区画線の移動前の自車両の方向を基準としたときの角速度)を用いてもよく、自車両Mの車両センサ40により計測された回転角速度(計測角速度)を用いてもよく、推定角速度と計測角速度との誤差(角速度偏差)を用いてもよい。
図8は、角速度偏差について説明するための図である。図8の例では、自車両Mの形状を簡略化して示している。例えば上述した第2~第4の場面に示すように、カメラ区画線CL1の位置に合うように地図区画線ML1、ML2を図中左方向に回転させたとする。この場合、地図区画線ML1、ML2に沿って自車両Mを走行させるために、自車両Mの向きも左方向に回転することになる。ここで、図8の例において、角速度ωdr(τ)は、自車両Mに設けられた内界センサ(車両センサ40)で計測された角速度(計測角速度)を示し、角速度ωlm(τ)は地図区画線MLの移動に基づいて推定される自己位置角速度(推定角速度)を示す。
調整部144は、例えば、地図区画線ML1、ML2の回転移動前の延伸方向θlm(τ―1)から回転移動後の延伸方向θlm(τ)への移動に応じて、角速度ωdr(τ)(延伸方向θdr(τ))と角速度ωlm(τ)(延伸方向θlm(τ))との角速度偏差△ω(=ωlm(τ)-角速度ωdr(τ))を算出する。速度判定部146は、角速度ωdr(τ)、角速度ωlm(τ)、または角速度偏差△ωを移動速度とみなして上述と同様に判定を行う。
例えば、カメラ区画線CLに地図区画線MLを合わせた後に、自車両Mの向きを推定する場合、地図区画線MLの回転角速度に基づく角速度ωlm(τ)と車両センサ40の計測結果に基づく角速度ωdr(τ)とは同一にならず、相補フィルタ処理等を行って区画線に対する自車両Mの向きを推定する。また、地図区画線MLの回転角度は、カメラ区画線CLと地図区画線MLとの角度差(ギャップ)の大きさより小さくなる。また、実施形態では、ギャップが大きいほど、地図区画線MLを回転させることになるため、地図区画線MLの回転速度が大きくなるが、道路形状等の周辺状況に基づいて、相補フィルタの時定数を変化させて、角速度ωlm(τ)と角速度ωdr(τ)の重みを変化させてもよい。これにより、同じギャップの大きさであっても、状況に応じて、角速度偏差△ωの値を調整することができる。
また、実施形態において、カメラ区画線と地図区画線との角度にずれが生じた場合には、推定自己位置方位と、計測角度とに誤差が生じ、その誤差により自車両Mの挙動がふらつく可能性があるため、例えば、角速度偏差△ωが閾値以上の場合にカメラ区画線と地図区画線との角度にずれが生じる前の自車両Mの移動軌跡(走行履歴)に基づいて運転制御を継続させてもよい。これにより、推定角速度と計測角速度との誤差の増大を抑制することで、自車両Mの挙動のふらつきを抑制することができる。
また、実施形態の変形例として、カメラ区画線CLと地図区画線MLとが乖離するか否かを判定することに代えて、カメラ区画線CLと地図区画線MLとが一致するか否かを判定してもよい。また、実施形態では、上述した走行制御の他、認識部130により認識された物体との接触を回避するために自車両Mの操舵と速度とのうち少なくとも一方の制御が実行されてよい。
[処理フロー]
以下、実施形態の自動運転制御装置100により実行される処理について説明する。以下では、自動運転制御装置100により実行される処理のうち、主に区画線の認識状況等に基づく運転制御(走行制御)処理を中心として説明する。なお、フロー開始時において、自車両Mは、所定の運転制御(例えば、第1運転状態(例えば、運転者がハンズオフ状態)におけるLKAS制御等)が実行中であるものとする。以下に示す処理は、所定タイミングまたは所定周期(例えば、自動運転制御装置100による運転制御が実行中の間)で、繰り返し実行されてよい。
図9は、実施形態における運転制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図9の例において、第1認識部132は、自車両Mの周辺状況を検知した検知デバイスDDの出力に基づいて、自車両Mの周辺に存在する区画線(カメラ区画線CL)を含む周辺状況を認識する(ステップS100)。ステップS100の処理では、例えば、自車両Mの周辺に存在する物体(例えば、物理境界や他車両等)が認識されてもよく、更に物体のうち障害物を認識してもよい。
次に、第2認識部134は、自車両Mの位置情報に基づいて地図情報を参照し、地図情報から自車両Mの周辺に存在する区画線(地図区画線ML)を認識する(ステップS110)。次に、走行制御部148は、カメラ区画線CLおよび地図区画線MLの認識状態が所定条件を満たすか否かを判定する(ステップS120)。
ステップS120の処理において、所定条件を満たすと判定された場合、調整部144は、自車両Mの位置を基準としたカメラ区画線CLと地図区画線MLとの位置が合うように移動する(ステップS130)。なお、ステップS130の処理では、カメラ区画線CLの位置に合うように地図区画線MLの位置を移動する処理を行う。
次に、速度判定部146は、移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定する(ステップS140)。所定速度以上であると判定した場合、カメラ区画線CLの延伸方向に障害物が存在するか否かを判定する(ステップS150)。なお、ステップS150の処理では、近い将来においてカメラ区画線CLの延伸方向に障害物が存在するか否かを判定することが含まれてよい。また、ステップS150の処理では、カメラ区画線CLに代えて、地図区画線MLであってもよく、何れかの区画線によって区画される車線であってもよい。障害物が存在すると判定した場合、走行制御部148は、自車両Mの走行制御の制限と走行制御の制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行う(ステップS160)。
ステップS140の処理において、移動させる際の移動速度が所定速度以上ではないと判定された、または、ステップS150の処理において、カメラ区画線CLの延伸方向に障害物が存在しないと判定された場合に、走行制御部148は、自車両Mの走行制御を継続する(ステップS170)。なお、ステップS170の処理では、必要に応じて通知を抑制する処理を行ってもよい。また、ステップS120の処理において、カメラ区画線CLおよび地図区画線MLの認識状態が所定条件を満たさないと判定した場合(例えば第1の場面のような場合)、走行制御部148は、周辺状況に基づいて走行制御を実行する(ステップS180)。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。
上述した実施形態によれば、自動運転制御装置100(移動体制御装置の一例)において、自車両M(自車両Mの一例)の周辺状況を検知した検知デバイスDDの出力に基づいて、自車両Mが移動する移動路を区画するカメラ区画線(第1区画線の一例)と自車両Mの周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識する第1認識部132と、自車両Mの位置情報に基づいて、地図情報から自車両Mの周辺の移動路を区画する地図区画線(第2区画線の一例)を認識する第2認識部134と、カメラ区画線と地図区画線とのうち少なくとも一方に基づいて自車両Mの移動制御を行う移動制御部と、自車両Mが存在する移動路を区画するカメラ区画線と地図区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、自車両Mの位置を基準としたカメラ区画線および地図区画線の位置が合うようにカメラ区画線または地図区画線の位置を移動させて調整する調整部144と、調整部144によりカメラ区画線または地図区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定する速度判定部146と、を備え、移動制御部は、速度判定部146により移動速度が所定速度以上と判定され、且つカメラ区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、走行制御の制限と制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行い、移動速度が所定速度以上と判定され、且つカメラ区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、走行制御を継続することにより、自車両Mの周辺状況に応じて、より適切な移動制御を実行することができる。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与することができる。
具体的には、実施形態によれば、片側のカメラ区画線の位置に対して地図区画線の位置を調整する際に過剰な走行制御制限や通知を抑制することができると共に、障害物が存在する場合は制限または通知を早期に行うことでリスク低減することができる。また、実施形態によれば、地図区画線は、自車両Mの挙動に連動して見え方が変わり、その見え方の変化は横移動だけでなく、自車両Mの回頭による角度変化も含まれるため、回転速度を用いることで、より精度良く状況を判定することができる。また、実施形態によれば、自車両Mの進行方向に他車両(他移動体の一例)が存在していなかったとしても、将来的に存在する場合は走行制御を制限または通知を行うことでリスクを低減することができる。
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。
コンピュータによって読み込み可能な命令(computer-readable instructions)を格納する記憶媒体(storage medium)と、
前記記憶媒体に接続されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータによって読み込み可能な命令を実行することにより(the processor executing the computer-readable instructions to:)、
移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識し、
前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識し、
前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行い、
前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整し、
前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定し、
前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行い、
前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続する、
移動体制御装置。
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。
1…車両システム、10…カメラ、12…レーダ装置、14…LIDAR、16…物体認識装置、20…通信装置、30…HMI、40…車両センサ、50…ナビゲーション装置、60…MPU、80…運転操作子、100…自動運転制御装置、120…第1制御部、130…認識部、132…第1認識部、134…第2認識部、140…行動計画生成部、142…乖離判定部、144…調整部、146…速度判定部、148…走行制御部、160…第2制御部、162…目標軌道取得部、164…速度制御部、166…操舵制御部、180…HMI制御部、190…記憶部、200…走行駆動力出力装置、210…ブレーキ装置、220…ステアリング装置、M…自車両

Claims (8)

  1. 移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識する第1認識部と、
    前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識する第2認識部と、
    前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行う移動制御部と、
    前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整する調整部と、
    前記調整部により前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定する速度判定部と、を備え、
    前記移動制御部は、
    前記速度判定部により前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行い、
    前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続する、
    移動体制御装置。
  2. 前記調整部は、前記移動体から見て前記移動路を区画する左右の区画線のうち、一方側は前記第1区画線と前記第2区画線とが認識され、他方側は前記第2区画線のみが認識されている場合に、前記一方側の前記第1区画線および前記第2区画線のそれぞれの延伸方向によって成す角度が所定角度以内となるように、前記第2区画線の位置を移動させる、
    請求項1に記載の移動体制御装置。
  3. 前記調整部による調整は、前記第2区画線を回転させるものであり、
    前記移動速度は、前記第2区画線の回転に基づく回転速度である、
    請求項2に記載の移動体制御装置。
  4. 前記移動速度は、前記第2区画線の回転に基づいて推定される前記移動体の自己位置の推定角速度であり、
    前記速度判定部は、前記推定角速度と、前記移動体の角速度を計測するセンサにより計測された計測角速度との乖離度合が閾値以上の場合に、前記移動速度が所定速度以上であると判定する、
    請求項3に記載の移動体制御装置。
  5. 前記障害物は、前記移動体の周辺に存在する他移動体を含み、
    前記移動制御部は、前記他移動体の将来位置が前記一方側の前記第1区画線の延伸方向に存在する場合に、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行う、
    請求項2に記載の移動体制御装置。
  6. 前記移動制御部は、前記移動速度が所定速度未満である場合は、前記障害物の有無によらずに前記移動制御を継続する、
    請求項1に記載の移動体制御装置。
  7. コンピュータが、
    移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識し、
    前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識し、
    前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行い、
    前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整し、
    前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定し、
    前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行い、
    前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続する、
    移動体制御方法。
  8. コンピュータに、
    移動体の周辺状況を検知した検知デバイスの出力に基づいて、前記移動体が移動する移動路を区画する第1区画線と前記移動体の周辺に存在する障害物とを含む周辺状況を認識させ、
    前記移動体の位置情報に基づいて、地図情報から前記移動体の周辺の移動路を区画する第2区画線を認識させ、
    前記第1区画線と前記第2区画線とのうち少なくとも一方に基づいて前記移動体の移動制御を行わせ、
    前記移動体が存在する移動路を区画する前記第1区画線と前記第2区画線の認識状態が所定条件を満たす場合に、前記移動体の位置を基準とした前記第1区画線および前記第2区画線の位置が合うように前記第1区画線または前記第2区画線の位置を移動させて調整させ、
    前記第1区画線または第2区画線を移動させる際の移動速度が所定速度以上であるか否かを判定させ、
    前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在する場合は、前記移動制御の制限と前記制限に関する通知とのうち少なくとも一方を行わせ、
    前記移動速度が所定速度以上と判定され、且つ前記第1区画線の延伸方向に障害物が存在しない場合は、前記移動制御を継続させる、
    プログラム。
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