JP7126585B1 - 自動運転支援装置及び車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転レベルを切り替える際に、車両のドライバにかかる負担を軽減することができる自動運転支援装置及び車両制御装置を得ることを目的とする。
【解決手段】サーバ情報管理部１１ａは、地図情報と道路情報とを管理する。レベル選択部１１ｂは、サーバ情報管理部１１ａからの情報と、車両情報とに基づいて、複数の自動運転レベルの中から、車両３０が走行する領域における１つの自動運転レベルを、選択レベルとして選択する。サーバ通信部１１ｃは、レベル指令情報を車両制御装置３１に送信する。レベル切替部３１ｄは、サーバ装置１１からのレベル指令情報に基づいて、車両３０における自動運転レベルを切り替える。
【選択図】図１

Description

本開示は、自動運転支援装置及び車両制御装置に関するものである。

従来の通信システムにおける車載装置は、手動運転と自動運転との間で運転モードが切り替えられたとき、モード切替位置情報をサーバ装置に送信する。通信システムにおけるサーバ装置は、モード切替位置情報に基づいて、モード切替推奨位置情報を生成し、車載装置に送信する。モード切替推奨位置情報は、運転モードの切替が推奨される位置の情報である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１６８０３８号公報

上記のような従来の通信システムでは、サーバ装置から車載装置に送信される情報は、手動運転と自動運転との間における運転モードの切替位置に関する情報であり、自動運転レベルの切替に関する情報は送信されない。このため、自動運転レベルを切り替える際に、車両のドライバに負担がかかる。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、自動運転レベルを切り替える際に、車両のドライバにかかる負担を軽減することができる自動運転支援装置及び車両制御装置を得ることを目的とする。

本開示に係る自動運転支援装置は、道路状況センサから受信した道路状況に関する情報である道路情報と、車両に搭載されている車両制御装置から受信した車両情報とに基づいて、車両の自動運転を支援するための情報である支援情報を車両制御装置に送信するサーバ装置を備え、サーバ装置は、道路情報と地図情報とを管理するサーバ情報管理部と、サーバ情報管理部からの情報と、車両情報とに基づいて、複数の自動運転レベルの中から、車両が走行する領域における１つの自動運転レベルを選択レベルとして選択するレベル選択部と、選択レベルに関する情報であるレベル指令情報を、支援情報として車両制御装置に送信するサーバ通信部とを有している。

本開示によれば、自動運転レベルを切り替える際に、車両のドライバにかかる負担を軽減することができる。

実施の形態１による自動運転制御システムを示すブロック図である。 図１のサーバ装置における自動運転レベルの切替動作を示すフローチャートである。 図１の車両制御装置における自動運転レベルの切替動作を示すフローチャートである。 図１のサーバ装置、道路状況センサ、及び車両制御装置における自動運転レベルの切替動作の流れを示すシーケンス図である。 実施の形態１のサーバ装置、センサ制御部、又は車両制御装置の各機能を実現する処理回路の第１例を示す構成図である。 実施の形態１のサーバ装置、センサ制御部、又は車両制御装置の各機能を実現する処理回路の第２例を示す構成図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による自動運転制御システムを示すブロック図である。自動運転制御システムは、自動運転支援装置１０、複数の道路状況センサ２０、及び複数の車両３０を備えている。図１では、１つの道路状況センサ２０、及び１つの車両３０のみが示されている。

自動運転支援装置１０は、サーバ装置１１を有している。サーバ装置１１は、例えばクラウドサーバである。また、サーバ装置１１は、複数の道路状況センサ２０と通信可能である。また、サーバ装置１１は、複数の車両３０と通信可能である。

各道路状況センサ２０は、例えば路側に設けられている。また、各道路状況センサ２０は、センサ本体２１と、センサ制御部２２とを有している。センサ本体２１は、周囲の物体を検出する。センサ本体２１としては、例えば、カメラ、レーダー、又はＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging：光検出及び測距）装置が用いられている。

各車両３０には、車両制御装置３１と、複数の車両センサ３２とが搭載されている。図１では、１つの車両センサ３２のみが示されている。各車両センサ３２としては、例えば、カメラ、レーダー、又はＬｉＤＡＲ装置が用いられている。

サーバ装置１１は、道路情報と車両情報とに基づいて、支援情報を車両制御装置３１に送信する。道路情報は、複数の道路状況センサ２０から受信した情報であって、道路状況に関する情報である。車両情報は、車両制御装置３１から受信した情報であって、車両３０に関する情報である。支援情報は、車両３０の自動運転を支援するための情報である。

サーバ装置１１は、機能ブロックとして、サーバ情報管理部１１ａと、レベル選択部１１ｂと、サーバ通信部１１ｃとを有している。

サーバ情報管理部１１ａは、地図情報を記憶している。また、サーバ情報管理部１１ａは、地図情報と道路情報とを管理する。また、サーバ情報管理部１１ａは、天候に関する情報を地図情報に関連付けて管理する。天候に関する情報は、他のサーバ装置から通信により取得される。また、サーバ装置１１は、道路状況センサ２０から天候に関する情報を取得してもよい。

レベル選択部１１ｂは、サーバ情報管理部１１ａからの情報と、車両情報とに基づいて、複数の自動運転レベルの中から、車両３０が走行する領域における１つの自動運転レベルを、選択レベルとして選択する。

ここで、自動運転レベルとしては、米国自動車技術者協会により、以下の６段階のレベルが規定されている。

レベル０：ドライバがすべての運転操作を実行する。
レベル１：システムが、アクセル操作及びブレーキ操作、又はハンドル操作のどちらかを部分的に行う。
レベル２：システムが、アクセル操作及びブレーキ操作と、ハンドル操作との両方を部分的に行う。
レベル３：決められた条件下において、全ての運転操作を自動化する。但し、運転自動化システム作動中も、システムからの要請によりドライバはいつでも運転に戻れなければならない。
レベル４：決められた条件下で、全ての運転操作を自動化する。
レベル５：条件無く、全ての運転操作を自動化する。

サーバ通信部１１ｃは、各道路状況センサ２０から道路情報を受信する。道路情報には、各道路状況センサ２０の周囲の物体の情報に加えて、各道路状況センサ２０の検出精度、即ち各センサ本体２１の検出精度に関する情報が含まれている。

また、サーバ通信部１１ｃは、車両制御装置３１から車両情報を受信する。車両情報には、現在実行されている自動運転レベルの情報と、各車両センサ３２により検出された情報と、各車両センサ３２の検出精度に関する情報とが含まれている。

また、サーバ通信部１１ｃは、支援情報の少なくとも一部として、レベル指令情報を車両制御装置３１に送信する。レベル指令情報は、レベル選択部１１ｂによって選択された選択レベルに関する情報である。

センサ制御部２２は、機能ブロックとして、センサ管理部２２ａと、センサ通信部２２ｂとを有している。センサ管理部２２ａは、センサ本体２１により検出された情報を管理する。センサ通信部２２ｂは、道路情報をサーバ装置１１に送信する。

車両制御装置３１は、機能ブロックとして、自動運転制御部３１ａと、車両通信部３１ｂとを有している。

自動運転制御部３１ａは、サーバ装置１１からの支援情報に基づいて、車両３０の自動運転を制御する。また、自動運転制御部３１ａは、複数の車両センサ３２からの検出信号に基づいて、車両情報を生成する。

車両通信部３１ｂは、車両情報をサーバ通信部１１ｃに送信する。また、車両通信部３１ｂは、支援情報をサーバ装置１１から受信する。支援情報には、レベル指令情報が含まれている。

自動運転制御部３１ａは、地図情報管理部３１ｃと、レベル切替部３１ｄとを有している。地図情報管理部３１ｃは、車両３０が走行している領域の地図情報を管理する。

レベル切替部３１ｄは、サーバ装置１１からのレベル指令情報に基づいて、車両３０における自動運転レベルを切り替える。

図２は、図１のサーバ装置１１における自動運転レベルの切替動作を示すフローチャートである。サーバ装置１１は、図２の動作を周期的に実行する。

サーバ装置１１は、ステップＳ１０１において、情報を取得する。サーバ装置１１が取得する情報には、道路情報、車両情報、天候に関する情報等が含まれている。続いて、サーバ装置１１は、ステップＳ１０２において、取得した情報に基づいて、制御対象となっている車両３０に適用すべき自動運転レベルを、選択レベルとして選択する。

この後、サーバ装置１１は、ステップＳ１０３において、制御対象となっている車両３０において実行中の自動運転レベルと、選択レベルとを比較する。そして、自動運転レベルの変更が必要であるかどうかを判定する。

実行中の自動運転レベルと選択レベルとが同じ場合、サーバ装置１１は、その回の処理を終了する。実行中の自動運転レベルと選択レベルとが異なっている場合、サーバ装置１１は、ステップＳ１０４において、制御対象となっている車両３０の車両制御装置３１に対して、レベル指令情報を出力し、その回の処理を終了する。

ここで、レベル選択部１１ｂによるレベル選択方法の一例を説明する。レベル選択部１１ｂには、第１精度閾値、第２精度閾値、及びセンサ数閾値が設定されている。

第１精度閾値は、センサ本体２１の検出精度の閾値である。第２精度閾値は、車両センサ３２の検出精度の閾値である。センサ数閾値は、対象領域内の道路状況センサ２０の数の閾値である。対象領域は、制御対象となっている車両３０の位置に基づいて設定される。

レベル選択部１１ｂは、以下の条件１～４を全て満たしたときに、自動運転レベルをレベル４とする。
条件１：センサ本体２１の検出精度が、第１精度閾値以上である。
条件２：車両センサ３２の検出精度が、第２精度閾値以上である。
条件３：対象領域内の道路状況センサ２０の数が、センサ数閾値以上である。
条件４：対象領域における天候が、十分な視界を確保できる天候である。

十分な視界を確保できる天候とは、例えば晴天である。十分な視界を確保できない天候とは、例えば曇天又は雨天である。

レベル選択部１１ｂは、条件１～４のいずれか１つでも満たされないときは、自動運転レベルをレベル２とする。上記の条件１～４は一例であり、条件の内容も条件の数も条件１～４に限定されない。

図３は、図１の車両制御装置３１における自動運転レベルの切替動作を示すフローチャートである。車両制御装置３１は、図３の動作を周期的に実行する。

車両制御装置３１は、ステップＳ２０１において、サーバ装置１１からの情報を取得する。そして、車両制御装置３１は、ステップＳ２０２において、取得した情報にレベル指令情報が含まれているかどうかを確認する。レベル指令情報が含まれていなければ、車両制御装置３１は、その回の処理を終了する。

サーバ装置１１からの情報にレベル指令情報が含まれていた場合、車両制御装置３１は、ステップＳ２０３において、車両３０が、自動運転レベルを切替可能な状態であるかどうかを確認する。切替可能な状態であれば、車両制御装置３１は、ステップＳ２０４において、自動運転レベルを選択レベルに切り替え、その回の処理を終了する。

車両３０が、自動運転レベルを切替可能な状態でなければ、車両制御装置３１は、ステップＳ２０５において、自動運転レベルの切替を保留する。そして、車両制御装置３１は、自動運転レベルを切替可能な状態になるまで、ステップＳ２０３及びステップＳ２０５を繰り返す。

自動運転制御部３１ａには、特定道路形状が設定されている。特定道路形状は、安全性の点から、自動運転レベルの切替を保留すべきであると判断される道路形状である。車両３０が走行している道路の形状が特定道路形状である場合、車両制御装置３１は、車両３０が、自動運転レベルを切替可能な状態でないと判定する。

特定道路形状は、例えば曲率半径が設定値以下のカーブである。なお、特定道路形状は、道路の傾斜角度、道路の幅等によって定義されてもよい。また、自動運転レベルを切替可能であるかどうかは、制御対象となっている車両３０の速度、加速度、車間距離等によって判定されてもよい。

また、自動運転制御部３１ａは、自動運転レベルの切替に伴って、車両３０の走行状態を変化させてもよい。例えば、自動運転制御部３１ａは、自動運転レベルの切替に伴って、車両３０を減速又は停止させてもよい。

例えば、自動運転制御部３１ａは、自動運転レベルをレベル４からレベル２に切り替える際、車両３０を一旦停止させる。これにより、ドライバは、レベル２による自動運転の準備を行うことができる。

図４は、図１のサーバ装置１１、道路状況センサ２０、及び車両制御装置３１における自動運転レベルの切替動作の流れを示すシーケンス図である。

車両制御装置３１は、車両情報をサーバ装置１１に定期的に送信する。道路状況センサ２０は、道路情報をサーバ装置１１に定期的に送信する。

サーバ装置１１は、車両情報及び道路情報を取得した後、制御対象となっている車両３０の自動運転レベルを選択する。サーバ装置１１は、実行中の自動運転レベルに対して変更がある場合、制御対象となっている車両３０の車両制御装置３１に対して、レベル切替指示を送信、即ちレベル指令情報を出力する。

このような自動運転支援装置１０におけるサーバ装置１１は、サーバ情報管理部１１ａと、レベル選択部１１ｂと、サーバ通信部１１ｃとを有している。サーバ情報管理部１１ａは、道路情報と地図情報とを管理する。レベル選択部１１ｂは、サーバ情報管理部１１ａからの情報と、車両情報とに基づいて、複数の自動運転レベルの中から、車両３０が走行する領域における１つの自動運転レベルを選択レベルとして選択する。サーバ通信部１１ｃは、選択レベルに関する情報であるレベル指令情報を、支援情報として車両制御装置３１に送信する。

このため、車両制御装置３１は、レベル指令情報に基づいて、自動運転レベルを切り替える制御をスムーズに行うことができる。これにより、自動運転レベルを切り替える際に、車両３０のドライバにかかる負担を軽減することができる。

また、サーバ情報管理部１１ａは、天候に関する情報を、地図情報に関連付けて管理する。このため、レベル選択部１１ｂは、天候に関する情報を利用することにより、より適切な自動運転レベルを選択することができる。

また、車両情報には、車両センサ３２の検出精度に関する情報が含まれている。このため、レベル選択部１１ｂは、車両センサ３２の検出精度に関する情報を利用することにより、より適切な自動運転レベルを選択することができる。

また、道路情報には、道路状況センサ２０の検出精度に関する情報が含まれている。このため、レベル選択部１１ｂは、道路状況センサ２０の検出精度に関する情報を利用することにより、より適切な自動運転レベルを選択することができる。

また、上記のような車両制御装置３１は、自動運転制御部３１ａと、車両通信部３１ｂとを有している。車両通信部３１ｂは、車両情報をサーバ装置１１に送信する。また、車両通信部３１ｂは、サーバ装置１１によって選択された自動運転レベルに関する情報であるレベル指令情報を受信する。自動運転制御部３１ａは、レベル切替部３１ｄを有している。レベル切替部３１ｄは、レベル指令情報に基づいて、車両３０における自動運転レベルを切り替える。

このため、自動運転レベルを切り替える際に、車両３０のドライバにかかる負担を軽減することができる。

また、車両情報には、車両センサ３２の検出精度に関する情報が含まれている。このため、より適切なレベル指令情報をサーバ装置１１から得ることができる。

また、自動運転制御部３１ａは、自動運転レベルの切替に伴って、車両３０の走行状態を変化させる。これにより、自動運転レベルを切り替える際に、ドライバが車両３０の走行状態を変化させる手間を軽減することができる。

また、自動運転制御部３１ａは、自動運転レベルをレベル４からレベル２に切り替える場合、車両３０を停止させる。これにより、ドライバは、レベル２による自動運転の準備を、余裕を持って行うことができる。

また、自動運転制御部３１ａには、特定道路形状が設定されている。自動運転制御部３１ａは、車両３０が走行している道路の形状が特定道路形状であるときには、自動運転レベルの切替を保留する。これにより、車両３０が安定した走行状態にあるときに、自動運転レベルを切り替えることができる。

なお、レベル指令情報には、自動運転レベルを切り替えるべき位置である切替位置の情報が含まれていてもよい。この場合、サーバ装置１１は、制御対象となっている車両３０の自動運転レベルを、予定走行経路上のどこで、どのレベルに切り替えるかを、車両３０の走行に先行して判定しておく。そして、自動運転制御部３１ａは、車両３０が切替位置に到達したときに、自動運転レベルを切り替える。

また、実施の形態１のサーバ装置１１、センサ制御部２２、又は車両制御装置３１の各機能は、処理回路によって実現される。図５は、実施の形態１のサーバ装置１１、センサ制御部２２、及び車両制御装置３１の各機能を実現する処理回路の第１例を示す構成図である。第１例の処理回路１００は、専用のハードウェアである。

また、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。また、サーバ装置１１、センサ制御部２２、又は車両制御装置３１の各機能それぞれを個別の処理回路１００で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路１００で実現してもよい。

また、図６は、実施の形態１のサーバ装置１１、センサ制御部２２、又は車両制御装置３１の各機能を実現する処理回路の第２例を示す構成図である。第２例の処理回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備えている。

処理回路２００では、サーバ装置１１、センサ制御部２２、又は車両制御装置３１の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

メモリ２０２に格納されたプログラムは、上述した各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０２とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２０２に該当する。

なお、上述した各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。

１０ 自動運転支援装置、１１ サーバ装置、１１ａ サーバ情報管理部、１１ｂ レベル選択部、１１ｃ サーバ通信部、２０ 道路状況センサ、３０ 車両、３１ 車両制御装置、３１ａ 自動運転制御部、３１ｂ 車両通信部、３１ｄ レベル切替部、３２ 車両センサ。

Claims (5)

1. 道路状況センサから受信した道路状況に関する情報である道路情報と、車両に搭載されている車両制御装置から受信した車両情報とに基づいて、前記車両の自動運転を支援するための情報である支援情報を前記車両制御装置に送信するサーバ装置
   を備え、
   前記サーバ装置は、
   前記道路情報と地図情報とを管理するサーバ情報管理部と、
   前記サーバ情報管理部からの情報と、前記車両情報とに基づいて、複数の自動運転レベルの中から、前記車両が走行する領域における１つの自動運転レベルを選択レベルとして選択するレベル選択部と、
   前記選択レベルに関する情報であるレベル指令情報を、前記支援情報として前記車両制御装置に送信するサーバ通信部と
   を有しており、
   前記道路情報には、前記道路状況センサの検出精度に関する情報が含まれており、
   前記車両情報には、前記車両に搭載されている車両センサの検出精度に関する情報が含まれており、
   前記自動運転レベルには、アクセル操作及びブレーキ操作と、ハンドル操作との両方を部分的に行うレベル２と、決められた条件下において全ての運転操作を自動化するレベル４とが含まれており、
   前記レベル選択部には、第１精度閾値、第２精度閾値、及びセンサ数閾値が設定されており、
   前記レベル選択部は、前記道路状況センサの検出精度が前記第１精度閾値以上であるという条件１と、前記車両センサの検出精度が前記第２精度閾値以上であるという条件２と、前記車両の位置に基づいて設定される対象領域内の前記道路状況センサの数が前記センサ数閾値以上であるという条件３と、前記対象領域における天候が十分な視界を確保できる天候であるという条件４との全てを満たしたときに、前記自動運転レベルを前記レベル４とし、
   前記レベル選択部は、前記条件１、前記条件２、前記条件３、及び前記条件４のいずれか１つでも満たされないときは、前記自動運転レベルを前記レベル２とする自動運転支援装置。
2. 前記サーバ情報管理部は、天候に関する情報を、前記地図情報に関連付けて管理する請求項１記載の自動運転支援装置。
3. 車両情報をサーバ装置に送信するとともに、車両の自動運転を支援する支援情報を前記サーバ装置から受信する車両通信部と、
   前記支援情報に基づいて、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御部と
   を備え、
   前記車両通信部は、前記支援情報として、前記サーバ装置によって選択された自動運転レベルに関する情報であるレベル指令情報を受信し、
   前記自動運転制御部は、レベル切替部を有しており、
   前記レベル切替部は、前記レベル指令情報に基づいて、前記車両における自動運転レベルを切り替え、
   前記自動運転レベルには、アクセル操作及びブレーキ操作と、ハンドル操作との両方を部分的に行うレベル２と、決められた条件下において全ての運転操作を自動化するレベル４とが含まれており、
   前記自動運転制御部は、前記自動運転レベルを前記レベル４から前記レベル２に切り替える際、前記車両を一旦停止させる車両制御装置。
4. 車両情報をサーバ装置に送信するとともに、車両の自動運転を支援する支援情報を前記サーバ装置から受信する車両通信部と、
   前記支援情報に基づいて、前記車両の自動運転を制御する自動運転制御部と
   を備え、
   前記車両通信部は、前記支援情報として、前記サーバ装置によって選択された自動運転レベルに関する情報であるレベル指令情報を受信し、
   前記自動運転制御部は、レベル切替部を有しており、
   前記レベル切替部は、前記レベル指令情報に基づいて、前記車両における自動運転レベルを切り替え、
   前記自動運転制御部には、特定道路形状が設定されており、
   前記自動運転制御部は、前記車両が走行している道路の形状が前記特定道路形状であるときには、前記自動運転レベルの切替を保留する車両制御装置。
5. 前記車両情報には、前記車両に搭載されているセンサである車両センサの検出精度に関する情報が含まれている請求項３又は請求項４に記載の車両制御装置。

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