JP6575492B2 - 自動運転システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動運転技術に関する。特に、本発明は、自動運転における車線変更制御に関する。

特許文献１は、車線変更制御装置を開示している。その車線変更制御装置は、車線合流地点において車線変更を行う際、ドライバのストレス度合を評価する。そして、車線変更制御装置は、ストレス度合が小さくなるようなタイミングを決定し、そのタイミングで車線変更を実行する。

特許文献２は、運転支援制御装置を開示している。その運転支援制御装置は、車線変更可能と判定した場合、車線変更をドライバに提案する。ドライバが車線変更を承認した場合、運転支援制御装置は、車線変更を実行する。一方、ドライバが車線変更を承認しない場合、運転支援制御装置は、車線変更を実行しない。

特開２０１２−１２３６０６号公報 特開２０１６−７１５１３号公報

自動運転システムが車両の車線変更を自動的に行う際、その車両のドライバも周囲の状況を念のため確認することが考えられる。しかしながら、ドライバ（人間）と自動運転システムとでは認知及び判断の速さが異なり、一般的には自動運転システムの方が速い。従って、自動運転システムが車線変更開始可能と判断しても、ドライバの方はまだ周囲の状況の確認が完了しておらず、判断を行う段階に達していない可能性が高い。上記の特許文献１に開示されているように自動運転システムが決定したタイミングで車線変更が自動的に開始すると、ドライバは、不安感や違和感を感じる。このことは、自動運転システムに対する信頼の低下につながる。

本発明の１つの目的は、車線変更開始時のドライバの不安感及び違和感を軽減することができる自動運転技術を提供することにある。

本発明の１つの観点において、自動運転システムが提供される。
その自動運転システムは、
車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
運転環境情報に基づいて、車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
を備える。
車線変更制御装置は、車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、車線変更の実際の開始タイミングを基準タイミングから遅延させる遅延処理を行う。
車線変更制御装置は、基準タイミングから開始タイミングまでの遅延時間を、運転環境に応じて可変に設定する。

例えば、運転環境は、現在の走行レーンと車線変更の目標レーンとがなす角度を含む。遅延時間は、角度が大きくなるにつれてより大きくなる。

例えば、運転環境は、車線変更の方向に存在するレーンの数を含む。遅延時間は、レーンの数が大きくなるにつれてより大きくなる。

例えば、運転環境は、現在位置におけるレーンの曲率を含む。遅延時間は、曲率が大きくなるにつれてより大きくなる。

例えば、運転環境は、周辺車両の数を含む。遅延時間は、周辺車両の数が大きくなるにつれてより大きくなる。

例えば、運転環境は、車線変更の目標レーンにおける車間距離を含む。遅延時間は、車間距離が小さくなるにつれてより大きくなる。

例えば、運転環境は、周辺車両とレーンとの関係を含む。周辺車両がレーン境界上にいるときの遅延時間は、周辺車両がレーン内にいるときの遅延時間よりも大きい。

例えば、運転環境は、天候あるいは時間帯に依存する視認性を含む。遅延時間は、視認性が低くなるにつれてより大きくなる。

例えば、運転環境は、ドライバの運転歴を含む。遅延時間は、運転歴が短いほどより大きくなる。

車線変更の緊急度が閾値を超える場合、車線変更制御装置は、開始タイミングを待たずに車線変更を開始してもよい。

本発明に係る自動運転システムは、基準タイミングにおいて車線変更開始可能と判断した場合であっても、積極的に遅延処理を行う。その遅延処理によって、車線変更の実際の開始タイミングは、運転環境に応じた遅延時間だけ、基準タイミングから遅れる。その遅延時間の分だけ、ドライバには周りを確認する余裕が生まれる。これにより、車線変更開始時のドライバの不安感及び違和感が軽減される。このことは、自動運転システムに対するドライバの信頼の向上に寄与する。

本発明の実施の形態に係る自動運転システムの概要を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの制御装置の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる情報取得処理を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる車線変更制御処理を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における遅延マップの設計例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における遅延マップの設計例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における遅延マップの設計例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における遅延マップの設計例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る車線変更制御装置の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本実施の形態に係る自動運転システムの概要を説明するための概念図である。自動運転システムは、車両１に搭載されており、車両１の自動運転を制御している。その自動運転システムが、車両１の車線変更を行う場合を考える。一例として、図１に示されるような合流時の車線変更を考える。車両１は合流レーンＬＭを走行しており、合流ゾーンにおいて合流レーンＬＭから隣りのレーンＬ１に移る。合流ゾーンの開始位置は“Ｘ”で示されている。

自動運転システムは、車線変更開始可能なタイミングを判断する。例えば、自動運転システムは、地図データを参照して、車両１の前方のレーン配置や合流ゾーンといったレーン情報を把握する。また、自動運転システムは、センサにより得られる検出情報に基づいて、周辺車両２の状況を把握する。そして、自動運転システムは、レーン情報や周辺車両２の状況等に基づいて、車線変更開始可能なタイミングを判断する。図１に示される例において、自動運転システムは、タイミングＴＡにおいて車線変更を開始可能であると判断したとする。このような自動運転システムの判断に基づくタイミングＴＡは、以下「基準タイミングＴＡ」と呼ばれる。

自動運転システムによる車線変更時、車両１のドライバも周囲の状況を念のため確認することが考えられる。しかしながら、ドライバ（人間）と自動運転システムとでは認知及び判断の速さが異なり、一般的には自動運転システムの方が速い。従って、自動運転システムが車線変更開始可能と判断しても、ドライバの方はまだ周囲の状況の確認が完了しておらず、判断を行う段階に達していない可能性が高い。よって、自動運転システムが決定した基準タイミングＴＡで車線変更が自動的に開始すると、ドライバは、不安感や違和感を感じる。このことは、自動運転システムに対する信頼の低下につながる。

そこで、本実施の形態に係る自動運転システムは、ドライバが周囲の状況を確認する時間を作り出すために、車線変更の開始タイミングを積極的に遅延させる遅延処理を行う。すなわち、本実施の形態に係る自動運転システムは、車線変更を基準タイミングＴＡにおいて開始可能と判断した場合であっても、実際の開始タイミングＴＢを基準タイミングＴＡから積極的に遅延させる。ここで、“積極的”とは、本実施の形態に係る遅延が、信号処理及び信号伝送において不可避的に発生する一般的な信号遅延及び応答遅延とは異なることを意味する。

基準タイミングＴＡから実際の開始タイミングＴＢまでの遅延時間（ＴＢ−ＴＡ）は、ドライバが周囲の状況を十分に確認できる程度の長さに設定されることが好ましい。言い換えれば、周囲の状況を確認するために要する時間（以下、「確認時間」と呼ばれる）が遅延時間に反映されることが好ましい。そのような確認時間は、車両１の運転環境に依存する。

例えば、周辺車両２が多いとき、ドライバはそれぞれの周辺車両２の挙動を注視する必要があるため、確認時間は長くなる。また、例えば、車線変更方向に存在するレーンの数が多くなると、ドライバが確認すべき範囲が広くなるため、確認時間は長くなる。このように、ドライバが注視すべき対象が多くなる、あるいは、広くなるにつれ、確認時間は長くなる。

他の例として、図１に示されるように、合流ゾーンの開始位置Ｘより手前において合流レーンＬＭとレーンＬ１が互いに離れている場合を考える。この場合、ドライバは、合流ゾーン及びレーンＬ１、Ｌ２の配置を前もって把握することはできない。また、合流レーンＬＭがレーンＬ１と角度をなしているため、ドライバは、車線変更の目標であるレーンＬ１の状況を視認しづらい。従って、合流レーンＬＭとレーンＬ１が平行である場合と比較して、確認時間は長くなる。このように、レーン配置が複雑になるにつれ、確認時間は長くなる。

また、周辺の状況の視認性が低くなるにつれ、確認時間は長くなる。例えば、車両１の横で大型トラックが並走している場合、死角が大きく、視認性が低い。また、雨の日や夜間においても、視認性は低い。このように視認性が低い状況では、ドライバが安全を確認するために必要な確認時間は長くなる。また、ドライバの能力も確認時間に影響を与える。例えば、ドライバの運転歴が短い場合、確認時間は長くなる傾向にある。

以上に例示された車両１の周囲の注視対象、レーン配置、周辺状況の視認性、及びドライバ能力は、全て、車両１の「運転環境」に含まれる。上述の通り、ドライバが周囲の状況を確認するために要する確認時間は、運転環境に依存する。そこで、本実施の形態に係る自動運転システムは、基準タイミングＴＡから実際の開始タイミングＴＢまでの遅延時間を、運転環境に応じて可変に設定する。具体的には、遅延時間は、運転環境に依存する確認時間が長くなるほど大きくなるように設定される。これにより、確認時間が遅延時間に反映されることになる。ドライバは、その遅延時間の間に、周囲の状況を十分に確認することが可能となる。

以上に説明されたように、本実施の形態に係る自動運転システムは、基準タイミングＴＡにおいて車線変更開始可能と判断した場合であっても、積極的に遅延処理を行う。その遅延処理によって、車線変更の実際の開始タイミングＴＢは、運転環境に応じた遅延時間だけ、基準タイミングＴＡから遅れる。その遅延時間の分だけ、ドライバには周りを確認する余裕が生まれる。これにより、車線変更開始時のドライバの不安感及び違和感が軽減される。このことは、自動運転システムに対するドライバの信頼の向上に寄与する。本実施の形態は、人間と自動運転システムとの間の差異を認識した上で、その差異を埋める技術を提供していると言える。

以下、本実施の形態に係る自動運転システムについて更に詳しく説明する。

２．自動運転システムの構成例
図２は、本実施の形態に係る自動運転システム１００の構成例を示すブロック図である。自動運転システム１００は、車両１に搭載されており、車両１の自動運転を制御する。より詳細には、自動運転システム１００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器１０、地図データベース２０、センサ群３０、通信装置４０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット５０、走行装置６０、及び制御装置７０を備えている。

ＧＰＳ受信器１０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び姿勢（方位）を算出する。ＧＰＳ受信器１０は、算出した情報を制御装置７０に送る。

地図データベース２０には、地図上の各レーンの境界位置を示す情報があらかじめ記録されている。各レーンの境界位置は、複数の点の集合（点群）で表される。あるいは、各レーンの境界位置は、複数の線の集合（線群）で表されてもよい。この地図データベース２０は、所定の記憶装置に格納されている。

センサ群３０は、車両１の周囲の状況や車両１の走行状態を検出する。センサ群３０としては、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダー、カメラ、輝度センサ、車速センサ等が例示される。ライダーは、光を利用して車両１の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両１の周囲の物標を検出する。カメラは、車両１の周囲の状況を撮像する。輝度センサは、車両１の位置における輝度を検出する。車速センサは、車両１の速度を検出する。センサ群３０は、検出した情報を制御装置７０に送る。

通信装置４０は、Ｖ２Ｘ通信（車車間通信および路車間通信）を行う。具体的には、通信装置４０は、他の車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行う。また、通信装置４０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。Ｖ２Ｘ通信を通して、通信装置４０は、車両１の周囲の環境に関する情報を取得することができる。通信装置４０は、取得した情報を制御装置７０に送る。

ＨＭＩユニット５０は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。例えば、ＨＭＩユニット５０は、入力装置、表示装置、スピーカ、及びマイクを備えている。入力装置としては、タッチパネル、キーボード、スイッチ、ボタンが例示される。ドライバは、入力装置を用いて、情報をＨＭＩユニット５０に入力することができる。ＨＭＩユニット５０は、ドライバから入力された情報を制御装置７０に送る。

走行装置６０は、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

制御装置７０は、車両１の自動運転を制御する自動運転制御を行う。典型的には、制御装置７０は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制御装置７０は、入出力インタフェースを通して各種情報を受け取る。そして、制御装置７０は、受け取った情報に基づいて自動運転制御を行う。具体的には、制御装置７０は、車両１の走行計画を立案し、その走行計画に沿って車両１が走行するよう走行装置６０を制御する。

図３は、本実施の形態に係る制御装置７０の機能構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、制御装置７０による自動運転制御のうち、特に「車線変更制御」について考える。制御装置７０は、車線変更制御に関連する機能ブロックとして、情報取得部７１及び車線変更制御部７２を備えている。これら機能ブロックは、制御装置７０のプロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。

情報取得部７１は、車線変更制御に必要な情報を取得する「情報取得処理」を行う。車線変更制御部７２は、車両１の車線変更を制御する「車線変更制御処理」を行う。この車線変更制御処理において、車線変更制御部７２は、遅延マップ７３を参照する。この遅延マップ７３は、制御装置７０のメモリに格納されている。以下、本実施の形態における情報取得処理及び車線変更制御処理のそれぞれについて詳しく説明する。

３．情報取得処理
図４は、本実施の形態に係る情報取得処理を説明するためのブロック図である。情報取得処理において、情報取得部７１は、車線変更制御に必要な情報を取得する。尚、情報取得処理は、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

より詳細には、情報取得部７１は、ＧＰＳ受信器１０から、車両１の現在位置及び姿勢（方位）を示す位置姿勢情報８１を取得する。

また、情報取得部７１は、地図データベース２０からレーンに関する情報を読み出し、レーン情報８２を生成する。レーン情報８２は、地図上の各レーンの配置（位置、形状、傾き）を含んでいる。情報取得部７１は、レーン情報８２に基づいて、レーンの合流、分岐、交差等を把握することができる。情報取得部７１は、レーン情報８２に基づいて、レーン曲率、レーン幅等を算出することもできる。

また、情報取得部７１は、センサ群３０によって検出された情報に基づいて、センサ検出情報８３を生成する。例えば、センサ検出情報８３は、車速センサによって検出される車速を含んでいる。また、センサ検出情報８３は、車両１の周囲の物標に関する物標情報を含んでいる。車両１の周囲の物標は、移動物標と静止物標を含む。移動物標としては、周辺車両２（図１参照）、バイク、自転車、歩行者などが例示される。移動物標に関する情報は、移動物標の位置、速度、及びサイズを含む。静止物標としては、路側物、白線、標識などが例示される。静止物標に関する情報は、静止物標の位置及びサイズを含む。このような物標情報は、ライダー、レーダー、カメラ等によって得られる検出情報に基づいて生成される。更に、センサ検出情報８３は、輝度センサによって検出される輝度を含んでいてもよい。

また、情報取得部７１は、通信装置４０による通信を通して、配信情報８４を受け取る。配信情報８４は、インフラ等から配信される情報である。配信情報８４としては、天気情報、工事区間情報、事故情報、交通規制情報などが例示される。

また、情報取得部７１は、ＨＭＩユニット５０を通して、ドライバ情報８５を受け取る。ドライバ情報８５としては、ドライバの年齢や運転歴が例示される。ドライバ情報８５は、ドライバが選択した各種設定を含んでいてもよい。ドライバは、ＨＭＩユニット５０の入力装置を用いることによって、ドライバ情報８５を自動運転システム１００に予め登録しておくことができる。

以上に例示された位置姿勢情報８１、レーン情報８２、センサ検出情報８３、配信情報８４、及びドライバ情報８５は全て、車両１の運転環境を示している。そのような車両１の運転環境を示す情報は、以下「運転環境情報８０」と呼ばれる。すなわち、運転環境情報８０は、位置姿勢情報８１、レーン情報８２、センサ検出情報８３、配信情報８４、及びドライバ情報８５を含んでいる。

制御装置７０の情報取得部７１は、運転環境情報８０を取得する機能を有していると言える。図４に示されるように、この情報取得部７１は、ＧＰＳ受信器１０、地図データベース２０、センサ群３０、通信装置４０、及びＨＭＩユニット５０と共に、「情報取得装置１１０」を構成している。情報取得装置１１０は、自動運転システム１００の一部として、上述の情報取得処理を行う。

４．車線変更制御処理
車線変更制御部７２は、上記の運転環境情報８０に基づいて、車両１の車線変更を制御する車線変更制御処理を行う。図５は、車線変更制御処理を説明するためのブロック図である。また、図６は、車線変更制御処理を示すフローチャートである。図５及び図６を参照して、本実施の形態に係る車線変更制御処理を説明する。

ステップＳ１０：
車線変更制御部７２は、運転環境情報８０に基づいて、車線変更を行うか否か判断する。例えば、車線変更制御部７２は、位置姿勢情報８１及びレーン情報８２に基づいて、図１で示されたような車両１の前方におけるレーン合流を認識する。この場合、車線変更制御部７２は、合流ゾーンにおいて車線変更を行うことを決定する。

他の例として、車線変更制御部７２は、センサ検出情報８３に基づいて、車両１の前方の障害物を認識する。障害物としては、停止車両、低速車両、落下物などが挙げられる。この場合、車線変更制御部７２は、障害物を回避するために車線変更を行うことを決定する。

更に他の例として、車線変更制御部７２は、位置姿勢情報８１及び配信情報８４に基づいて、車両１の前方における工事区間あるいは事故車両を認識する。この場合、車線変更制御部７２は、工事区間あるいは事故車両を回避するために車線変更を行うことを決定する。

車線変更を行う必要が無い場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、車線変更制御処理は終了する。一方、車線変更を行う場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０：
車線変更制御部７２は、車線変更を開始可能な基準タイミングＴＡを算出する。例えば、図１で示されたようなレーン合流の場合、車線変更制御部７２は、位置姿勢情報８１及びレーン情報８２に基づいて、各レーン（合流レーンＬＭ、レーンＬ１、Ｌ２）の配置、合流ゾーンの開始位置Ｘ及び長さなどを把握する。また、車線変更制御部７２は、センサ検出情報８３に基づいて、周辺車両２の状況（相対位置、相対速度等）を把握する。そして、車線変更制御部７２は、それら情報に基づいて、車線変更を開始可能な基準タイミングＴＡを算出する。

他の例として、障害物回避の場合、車線変更制御部７２は、センサ検出情報８３に基づいて、障害物までの距離及び障害物との相対速度を算出する。また、車線変更制御部７２は、センサ検出情報８３に基づいて、周辺車両２の状況（相対位置、相対速度等）を把握する。そして、車線変更制御部７２は、それら情報に基づいて、車線変更開始可能な基準タイミングＴＡを算出する。

その他、基準タイミングＴＡの算出方法としては様々なものが考えられる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。本実施の形態では、基準タイミングＴＡの算出方法は、特定のものに限定されない。

ステップＳ４０：
ステップＳ２０の後、車線変更制御部７２は、遅延処理を行う。遅延処理において、車線変更制御部７２は、車線変更の開始タイミングＴＢを基準タイミングＴＡから遅延させる（図１参照）。すなわち、車線変更制御部７２は、車線変更を基準タイミングＴＡに開始可能と判断した場合であっても、実際の開始タイミングＴＢを基準タイミングＴＡから積極的に遅延させる。

より詳細には、車線変更制御部７２は、基準タイミングＴＡから開始タイミングＴＢまでの遅延時間を設定する（ステップＳ４１）。このとき、車線変更制御部７２は、運転環境情報８０を参照して、運転環境に応じた遅延時間を設定する。つまり、車線変更制御部７２は、遅延時間を運転環境に応じて可変に設定する。

例えば、車線変更制御部７２は、遅延マップ７３を用いて遅延時間を算出する。遅延マップ７３は、入力パラメータと遅延時間との対応関係を示す。入力パラメータは、運転環境情報８０から得られる運転環境を示すパラメータである。上述の通り、ドライバが周囲の状況を確認するために要する確認時間は、運転環境（入力パラメータ）に依存する。遅延マップ７３は、その確認時間が長くなるほど遅延時間が大きくなるように設計される。尚、遅延マップ７３の設計例は後に詳しく説明される。

車線変更制御部７２は、運転環境情報８０に基づいて入力パラメータを取得する。そして、車線変更制御部７２は、遅延マップ７３を参照して、入力パラメータに応じた遅延時間を算出する。算出される遅延時間は、ドライバが周囲の状況を確認するために要する確認時間を反映している。従って、ドライバは、その遅延時間の間に、周囲の状況を十分に確認することが可能となる。

車線変更制御部７２は、基準タイミングＴＡから遅延時間が経過するまで、つまり、開始タイミングＴＢが到来するまで、車線変更を開始しない（ステップＳ４２；Ｎｏ）。基準タイミングＴＡから遅延時間が経過すると、つまり、開始タイミングＴＢが到来すると（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０：
車線変更制御部７２は、車両１の車線変更を開始する。具体的には、車線変更制御部７２は、走行装置６０を適宜作動させて、車両１の進行方向を変える。

尚、図５に示されるように、車線変更制御部７２、遅延マップ７３、及び走行装置６０は、「車線変更制御装置１２０」を構成している。車線変更制御装置１２０は、自動運転システム１００の一部として、上述の車線変更制御処理を行う。

５．遅延マップの設計例
図７〜図１０を参照して、遅延マップ７３の様々な設計例を説明する。図７は、入力パラメータ（運転環境）が主に道路に関する場合の例を示している。図７に示される例では、入力パラメータは、主にレーン情報８２から得られる。

１つの例として、入力パラメータは「レーン相対角度」である。レーン相対角度は、現在の走行レーンと車線変更の目標レーンとがなす角度である。レーン相対角度を算出するために、例えば、走行レーンと目標レーンの各々の平均レーン傾きが算出される。平均レーン傾きは、例えば、基準タイミングＴＡに相当する位置を含む一定区間におけるレーン傾きの平均値である。レーン情報８２を参照することによって、走行レーンと目標レーンのそれぞれについて、任意の座標系における平均レーン傾きを算出することができる。両者の平均レーン傾きの差がレーン相対角度である。

特に、合流及び分岐の場合、レーン相対角度は大きくなる。例えば、図１で示された合流の場合を考える。合流ゾーンの開始位置Ｘより手前において、合流レーンＬＭ（走行レーン）とレーンＬ１（目標レーン）が水平方向に離れており、レーン相対角度は大きくなっている。合流レーンＬＭとレーンＬ１が上下方向に離れている場合も同様である。

レーン相対角度が大きい場合、走行レーンから目標レーンの状況を視認しづらい。つまり、レーン相対角度が大きくなるほど、視認性は低くなり、確認時間は長くなる。よって、レーン相対角度が大きくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

他の例として、入力パラメータは「車線変更方向に存在するレーン数」である。レーン数が大きくなると、ドライバが確認すべき範囲が広くなるため、確認時間は長くなる。例えば、車線変更方向に２本のレーン（図１：Ｌ１、Ｌ２）が存在する場合、１本のレーン（図１：Ｌ１）だけが存在する場合と比較して、確認時間は長くなる。よって、レーン数が大きくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「現在位置におけるレーン曲率」である。車両１が旋回しているとき、車両１の向きが時々刻々変わるため、ドライバの視界は安定しない。ドライバは周囲の状況を把握しづらく、確認時間は長くなる。よって、レーン曲率が大きくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「レーン幅」である。レーン幅が小さい場合、ドライバは衝突回避のためにより慎重に確認を行うため、確認時間は長くなる傾向にある。よって、レーン幅が小さくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「白線の視認度」である。例えば、白線がかすれているほど、白線の視認度は低くなる。白線の視認度は、位置姿勢情報８１、レーン情報８２、及びセンサ検出情報８３（カメラによって撮像された画像）を用いた周知の白線認識処理によって算出可能である。白線の視認度が低い場合、ドライバはより慎重に確認を行うため、確認時間は長くなる。よって、視認度が低くなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

図８は、入力パラメータ（運転環境）が主に周辺車両２に関する場合の例を示している。図８に示される例では、入力パラメータは、主にセンサ検出情報８３から得られる。

１つの例として、入力パラメータは「周辺車両２の数」である。ここで、周辺車両２の数は、車両１の周辺の一定範囲内に存在する周辺車両２の数である。車線変更の方向に存在する周辺車両２だけに限定されてもよい。周辺車両２が多くなると、ドライバはそれぞれの周辺車両２の挙動を注視する必要があるため、確認時間は長くなる。また、周辺車両２が多くなると、死角が増えて、周囲の状況を確認しづらくなる。よって、周辺車両２の数が大きくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

他の例として、入力パラメータは「目標レーンにおける車間距離（周辺車両２間の距離）」である。狭い車間に割り込もうとするとき、ドライバはより慎重に確認を行うため、確認時間は長くなる。よって、車間距離が小さくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「車両１と周辺車両２との間の距離」である。車両１の近くに周辺車両２が存在しているとき、ドライバはより慎重に確認を行うため、確認時間は長くなる。また、車両１の近くに周辺車両２が存在していると、死角が増えて、周囲の状況を確認しづらくなる。よって、距離が小さくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「周辺車両２のサイズ」である。ここで、周辺車両２のサイズは、車両１の周辺の一定範囲内に存在する周辺車両２のサイズである。車線変更の方向に存在する周辺車両２だけに限定されてもよい。周辺車両２のサイズが大きくなると、死角が増えて、周囲の状況を確認しづらくなる。つまり、周辺車両２のサイズが大きくなるにつれ、視認性が低くなる。よって、サイズが大きくなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「周辺車両２とレーンとの関係」である。周辺車両２が車線変更を行っているとき、あるいは、周辺車両２がレーンからはみ出して走行しているとき、ドライバはその周辺車両２の挙動を注視するため、確認時間は長くなる。よって、周辺車両２がレーン境界上にいるときは遅延時間が大きくなり、周辺車両２がレーン内にいるときは遅延時間が小さくなるように、遅延マップ７３は設計される。尚、この入力パラメータは、センサ検出情報８３とレーン情報８２に基づいて得られる。

更に他の例として、入力パラメータは「移動物標の種類」である。車両１の周りにおいて検出された移動物標が車以外（例：バイク、自転車、人、動物）である場合を考える。その場合、移動物標が車の場合と比較して、ドライバはより慎重に確認を行うため、確認時間は長くなる。よって、移動物標が車以外の場合は遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

図９は、入力パラメータ（運転環境）が他の外的要因に関する場合の例を示している。

１つの例として、入力パラメータは「天候」である。晴れや曇りの場合、視認性は高く、雨や雪の場合、視認性は低い。視認性が低くなると、確認時間は長くなる。よって、視認性が低くなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。尚、この入力パラメータは、配信情報８４（天気情報）あるいはセンサ検出情報８３（輝度センサによって検出される輝度）に基づいて得られる。

他の例として、入力パラメータは「時間帯」である。昼間、視認性は高く、夜間、視認性は低い。視認性が低くなると、確認時間は長くなる。よって、視認性が低くなるにつれて遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。尚、この入力パラメータは、時間情報あるいはセンサ検出情報８３（輝度センサによって検出される輝度）に基づいて得られる。

更に他の例として、入力パラメータは「異常事象」である。ここで、異常事象とは、普段は存在しない事象である。例えば、異常事象として、工事区間、事故車両、故障車両等が挙げられる。異常事象が存在しているとき、ドライバはより慎重に確認を行うため、確認時間は長くなる。よって、異常事象が存在するときは遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。尚、この入力パラメータは、配信情報８４（工事区間情報、事故情報、交通規制情報）、あるいは、センサ検出情報８３（物標情報）に基づいて得られる。

図１０は、入力パラメータ（運転環境）が主にドライバに関する場合の例を示している。図１０に示される例では、入力パラメータは、主にドライバ情報８５から得られる。

１つの例として、入力パラメータは「ドライバの年齢」である。高齢者の場合、認識速度が低くなるため、確認時間は長くなる。よって、年齢が高いほど遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

他の例として、入力パラメータは「ドライバの運転歴」である。運転歴が短い場合、確認時間は長くなる傾向にある。よって、運転歴が短いほど遅延時間が大きくなるように、遅延マップ７３は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは「ドライバ設定」である。ドライバは、ＨＭＩユニット５０を用いて、「余裕重視」か「素早さ重視」のいずれかを選択する。「余裕重視」の場合に遅延時間が大きくなり、「素早さ重視」の場合に遅延時間が小さくなるように、遅延マップ７３は設計される。

遅延マップ７３に対する入力パラメータとして、以上に例示された入力パラメータのうち少なくとも１つが用いられる。任意の複数の入力パラメータの組み合わせが用いられてもよい。尚、入力パラメータは、少なくとも基準タイミングＴＡにおいて取得することができる。

６．効果
本実施の形態に係る自動運転システム１００（車線変更制御装置１２０）は、基準タイミングＴＡにおいて車線変更開始可能と判断した場合であっても、積極的に遅延処理を行う。その遅延処理によって、車線変更の実際の開始タイミングＴＢは、基準タイミングＴＡから遅れる。ここで、遅延時間は、運転環境に応じて可変に設定される。その遅延時間の分だけ、ドライバには周りを確認する余裕が生まれる。これにより、車線変更開始時のドライバの不安感及び違和感が軽減される。このことは、自動運転システム１００に対するドライバの信頼の向上に寄与する。本実施の形態は、人間と自動運転システム１００との間の差異を認識した上で、その差異を埋める技術を提供していると言える。

７．変形例
本実施の形態の変形例では、車線変更の「緊急度」が考慮される。緊急度が閾値を超える場合、車線変更制御装置１２０は、開始タイミングＴＢを待つことなく、車線変更を即座に開始する。より詳細には、次の通りである。

図１１は、本変形例に係る車線変更制御装置１２０の機能構成例を示すブロック図である。既出の図５で示された機能構成と比較して、車線変更制御装置１２０は更に緊急度マップ７４を有している。この緊急度マップ７４は、入力パラメータと緊急度との対応関係を示している。車線変更制御装置１２０（車線変更制御部７２）は、この緊急度マップ７４を用いることによって緊急度を算出することができる。緊急度マップ７４の設計例は、次の通りである。

１つの例として、入力パラメータは、車線変更を行うべきゾーンの終点までの距離である。例えば、図１で示された合流時、合流ゾーンの終点（合流レーンＬＭの終点）までに車線変更を行う必要がある。あるいは、分岐において、目的地に到達するためには分岐レーンに車線変更しなければならない場合も考えられる。この入力パラメータは、位置姿勢情報８１とレーン情報８２に基づいて得られる。終点までの距離が小さくなるほど緊急度が高くなるように、緊急度マップ７４は設計される。

他の例として、入力パラメータは、前方の障害物までの予想到達時間である。この入力パラメータは、センサ検出情報８３（前方の障害物の位置、相対速度）に基づいて得られる。予想到達時間が短くなるほど緊急度が高くなるように、緊急度マップ７４は設計される。

更に他の例として、入力パラメータは、前方の障害物の種類である。この入力パラメータは、センサ検出情報８３（カメラによって撮像された画像）に基づいて得られる。前方の障害物が人間あるいは動物の場合に緊急度が高くなるように、緊急度マップ７４は設計される。

図１２は、本変形例に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。既出の図６と重複する説明は適宜省略される。本変形例によれば、ステップＳ２０とステップＳ４０との間に、ステップＳ３０が追加されている。ステップＳ３０において、車線変更制御装置１２０（車線変更制御部７２）は、運転環境情報８０と緊急度マップ７４に基づいて緊急度を算出し、算出した緊急度を閾値と比較する。緊急度が閾値以下の場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、上述の遅延処理（ステップＳ４０）が行われる。一方、緊急度が閾値を超える場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、車線変更制御装置１２０は、遅延処理をスキップし、即座に車線変更を開始する（ステップＳ５０）。

遅延処理（ステップＳ４０）の最中にも、緊急度はモニタされる。そのために、図１２に示されるように、遅延処理にステップＳ４３が追加されている。ステップＳ４３では、ステップＳ３０と同様に、緊急度の算出及び比較が行われる。緊急度が閾値以下の場合（ステップＳ４３；Ｎｏ）、上述のステップＳ４２が繰り返される。一方、緊急度が閾値を超えた場合（ステップＳ４３；Ｙｅｓ）、車線変更制御装置１２０は、遅延処理を終了し、即座に車線変更を開始する（ステップＳ５０）。

このように、本変形例によれば、緊急度が閾値を超える場合、自動運転システム１００は、開始タイミングＴＢを待つことなく、車線変更を即座に開始する。これにより、安全性が向上する。

１ 車両
２ 周辺車両
１０ ＧＰＳ受信器
２０ 地図データベース
３０ センサ群
４０ 通信装置
５０ ＨＭＩユニット
６０ 走行装置
７０ 制御装置
７１ 情報取得部
７２ 車線変更制御部
７３ 遅延マップ
７４ 緊急度マップ
８０ 運転環境情報
８１ 位置姿勢情報
８２ レーン情報
８３ センサ検出情報
８４ 配信情報
８５ ドライバ情報
１００ 自動運転システム
１１０ 情報取得装置
１２０ 車線変更制御装置

Claims (9)

1. 車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、前記車線変更の実際の開始タイミングを前記基準タイミングから遅延させる遅延処理を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記基準タイミングから前記開始タイミングまでの遅延時間を、前記運転環境に応じて可変に設定し、
   前記運転環境は、現在の走行レーンと前記車線変更の目標レーンとがなす角度を含み、
   前記遅延時間は、前記角度が大きくなるにつれてより大きくなる
   自動運転システム。
2. 車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、前記車線変更の実際の開始タイミングを前記基準タイミングから遅延させる遅延処理を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記基準タイミングから前記開始タイミングまでの遅延時間を、前記運転環境に応じて可変に設定し、
   前記運転環境は、前記車線変更の方向に存在するレーンの数を含み、
   前記遅延時間は、前記レーンの数が大きくなるにつれてより大きくなる
   自動運転システム。
3. 車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、前記車線変更の実際の開始タイミングを前記基準タイミングから遅延させる遅延処理を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記基準タイミングから前記開始タイミングまでの遅延時間を、前記運転環境に応じて可変に設定し、
   前記運転環境は、現在位置におけるレーンの曲率を含み、
   前記遅延時間は、前記曲率が大きくなるにつれてより大きくなる
   自動運転システム。
4. 車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、前記車線変更の実際の開始タイミングを前記基準タイミングから遅延させる遅延処理を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記基準タイミングから前記開始タイミングまでの遅延時間を、前記運転環境に応じて可変に設定し、
   前記運転環境は、周辺車両の数を含み、
   前記遅延時間は、前記周辺車両の数が大きくなるにつれてより大きくなる
   自動運転システム。
5. 車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、前記車線変更の実際の開始タイミングを前記基準タイミングから遅延させる遅延処理を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記基準タイミングから前記開始タイミングまでの遅延時間を、前記運転環境に応じて可変に設定し、
   前記運転環境は、周辺車両とレーンとの関係を含み、
   前記周辺車両がレーン境界上にいるときの前記遅延時間は、前記周辺車両がレーン内にいるときの前記遅延時間よりも大きい
   自動運転システム。
6. 車両の運転環境を示す運転環境情報を取得する情報取得装置と、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両の車線変更を制御する車線変更制御装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更を基準タイミングにおいて開始可能と判断した場合、前記車線変更の実際の開始タイミングを前記基準タイミングから遅延させる遅延処理を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記基準タイミングから前記開始タイミングまでの遅延時間を、前記運転環境に応じて可変に設定し、
   前記運転環境は、天候あるいは時間帯に依存する視認性を含み、
   前記遅延時間は、前記視認性が低くなるにつれてより大きくなる
   自動運転システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記運転環境は、前記車線変更の目標レーンにおける車間距離を含み、
   前記遅延時間は、前記車間距離が小さくなるにつれてより大きくなる
   自動運転システム。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記運転環境は、ドライバの運転歴を含み、
   前記遅延時間は、前記運転歴が短いほどより大きくなる
   自動運転システム。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記車線変更の緊急度が閾値を超える場合、前記車線変更制御装置は、前記開始タイミングを待たずに前記車線変更を開始する
   自動運転システム。

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