JP7247042B2 - 車両制御システム、車両制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
(1)この発明の一態様の車両制御システムは、自車両の周辺環境を認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて自車両の速度又は操舵を制御する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、自車両の走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両が走行車線に車線変更を行う場合に、他車の挙動または位置のいずれか一方に基づき、前走車両と自車両との車間距離を短くする第1動作と、前記
の後、前記他車両の変化量が所定の条件を満たす場合、又は前記他車両が割込み車両であると特定された場合に前記前走車両と前記自車両との車間距離を長くする第2動作とを前記自車両に行わせるものである。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る車両制御システム1の構成図である。車両制御システム1が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、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の放電電力を使用して動作する。
以下、認識部130が備える構成の詳細について説明する。物体認識部131は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14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の周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。認識部130は、複数の車両が自車両Mの前方に存在する場合、車両ごとに車間距離などを認識する。物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心など)を原点とした絶対座標系(以下、車両座標系)の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心や前端部の車幅方向に関する中央部、後端部の車幅方向に関する中央部、コーナー、側端部等の代表点で表されてもよいし、領域で表されてもよい。必要に応じて、複数個所の位置が認識されてもよい。物体認識部131は、物体の認識に関する信頼度を、認識した物体のそれぞれに対応付けて出力してもよい。物体の認識に関する信頼度は、例えば、カメラ10の画像から得られるエッジの分布の分散、レーダ装置12が検出した反射波の強度、ファインダ14の検出した光の強度の分布の分散、物体が認識されたことの継続性などに基づいて、物体認識部131が算出する。以下の説明において、物体に対応付けられた信頼度を物体信頼度と称する場合がある。物体信頼度は、例えば、高、中、低のように量子化された情報(ランク情報)として出力される。
割込み車両特定部132は、後述する追従走行制御部162が自車両Mの前方を自車両Mと同じ方向に走行する車両(以下、前走車両mA)を追従して走行する場面において、自車両Mがいる走行車線の側方(道路幅方向)から走行車線に割込みを行おうとしており、将来のターゲット車両となり得る他車両を、割込み車両として特定する。割込み車両特定部132は、第1割込み車両特定部140と、第2割込み車両特定部150とを備える。例えば、第1割込み車両特定部140は、自車両Mの速度に依らず動作し、第2割込み車両特定部150は、自車両Mの速度が所定速度Vth(例えば20[km/h]程度)未満の場合、すなわち渋滞時などの低速走行時に動作する。従って、自車両Mの速度が所定速度Vth未満の場合、第1割込み車両特定部140と第2割込み車両特定部150の双方が動作し、自車両Mの速度が所定速度Vth以上の場合、第1割込み車両特定部140が動作すると共に第2割込み車両特定部150が動作を停止する。
第1割込み車両特定部140は、例えば、割込み車両候補抽出部141と、横位置認識部142と、閾値決定部143と、第1判定部144とを備える。第1割込み車両特定部140は、予備判定(第1段階の判定)と、本判定(第2段階の判定)とを行う。予備判定で割込み車両と判定されたものを予備割込み車両、本判定で割込み車両と判定されたものを割込み車両と称する。
以下、行動計画生成部160が備える構成の詳細について説明する。追従走行制御部162は、前走車両mAに自車両Mを追従させる追従走行イベント、又は車線L2から前走車両mAと自車両Mとの間に進入した他車両mBに自車両Mを追従させる追従走行イベントを実行する。追従走行制御部162は、追従走行イベントにおいて、自車両Mが自車両Mの前方を自車両Mと同じ方向に走行する車両に追従して走行するように目標軌道を生成する。
制御状態変更部164は、追従走行制御部162が実行する追従走行イベントの態様を第1動作、又は第2動作に変更する。第1動作は、前走車両mAと自車両Mとの車間距離を短くする動作である。第2動作は、前走車両mAと自車両Mとの車間距離を長くする動作である。なお、追従走行制御部162は、制御状態変更部164の指示に応じて、第1動作によって前走車両mAと自車両Mとの車間距離を短くし、車間距離が所定の下限値(例えば、数十~数百[cm])に達したら、その車間距離を維持して前走車両mAを追従させる。また、追従走行制御部162は、制御状態変更部164の指示に応じて、第2動作によって前走車両mAと自車両Mとの車間距離を長くし、車間距離が所定の上限値(例えば、3台分の車両長程度の距離)に達したら、その車間距離を維持して前走車両mAを追従させる。制御状態変更部164は、例えば、割込み車両候補が割込み車両として特定された場合、追従走行制御部162に第2動作によって追従走行イベントを実行させ、割込み車両候補が予備割込み車両として特定された場合、追従走行制御部162に第1動作によって追従走行イベントを実行させる。制御状態変更部164が第1動作、又は第2動作によって追従走行制御部162に追従イベントを実行させることは、「被進入時制御を行う」ことの一例である。
上記では、閾値α、βは専ら他車両の横位置に応じて設定されるものとしたが、閾値α、βのうち少なくとも一方は、他車両の種別または属性に基づいて決定されてもよい。種別とは、二輪、四輪、特殊自動車などをいい、属性とは、軽自動車、乗用車、大型車、トラックなどをいう。この場合、物体認識部131は、他車両のサイズやナンバープレートに記載された内容に基づいて、他車両の種別や属性を認識し、第1割込み車両特定部140に伝える。閾値決定部143は、例えば、接近されることにより自車両Mの乗員が感じる圧迫感の大きい特殊自動車、大型車について、それ以外の車両に比して閾値を小さくする。また、閾値決定部143は、例えば、挙動が四輪車両に比して機敏な二輪車について四輪車両に比して閾値を小さくする。
図2に示すように、第2割込み車両特定部150は、例えば、割込み車両候補抽出部151と、車両姿勢認識部152と、予備動作判定部153と、禁止範囲進入判定部154とを備える。第2割込み車両特定部150は、第1割込み車両特定部140と同様に、予備判定(第1段階の判定)と、本判定(第2段階の判定)とを行う。予備判定で割込み車両と判定されたものを予備割込み車両、本判定で割込み車両と判定されたものを割込み車両と称する。予備判定と本判定は並行して実行され、予備割込み車両と特定されることなく割込み車両と特定される車両があってもよい。
車両姿勢認識部152は、上記説明した角度φを認識するのに代えて、割込み車両候補の第1基準点と第2基準点の横位置の差分を認識してもよい。第1基準点は、例えば、前端部中央であり、第2基準点は、重心、後輪軸中心、後端部中央などである。第1基準点と第2基準点は、車体の前後方向の軸線上にあればよく、例えば、第1基準点が左側面の前端部、第2基準点が左側面の後端部という組み合わせでもよいし、第1基準点が右側面の前端部、第2基準点が右側面の後端部という組み合わせでもよい。図15は、変形例に係る車両姿勢認識部152の処理について説明するための図である。本図では、第1基準点RP1は割込み車両候補である他車両mBの前端部中央であり、第2基準点RP2は他車両mBの重心であることを例示している。車両姿勢認識部152は、第1基準点RP1と第2基準点RP2との道路幅方向に関する距離を、横位置の差分ΔYとして認識する。道路幅方向の距離を算出する際に、車両姿勢認識部152は、道路区画線に直交する方向を道路幅方向としてもよいし、車線L1またはL2の中央線に直交する方向を道路幅方向としてもよい。この場合、予備動作判定部は、例えば、横位置の差分ΔYの変化量ΔΔYが閾値ThΔY以上である状態がmサイクル以上継続した場合に、当該割込み車両候補を予備割込み車両と特定する。こうすることによって、割込み車両候補の車長を反映した細かな制御を実現することができる。角度φを認識する手法では、角度φの変化が同じであれば大型車と小型車の違いがあっても同じタイミングで予備割込み車両と特定されるが、本変形例の手法では大型車の方が予備割込み車両と特定されるタイミングが早くなるからである。
なお、上記説明では、割込み車両候補抽出部141、又は割込み車両候補抽出部151によって一台以上の割込み車両候補が抽出された場合、制御状態変更部164が、第1動作、又は第2動作を選択し、追従走行制御部162に実行させる場合について説明したがこれに限られない。制御状態変更部164は、車線L2に車列ができていない場合には(例えば、二以上の割込み車両候補が抽出されなかった場合には)、第1動作、又は第2動作を選択する処理を行わず、常に、追従走行制御部162に第2動作による追従走行イベントを実行させてもよい。換言すると、制御状態変更部164は、認識部130の認識結果が、車線L2を走行する車両の車列が停滞していることを示す場合にのみ、第1動作、又は第2動作を選択する処理を行うものでもよい。これにより、追従走行制御部162は、車線L2から車線L1に合流しようとする他車両mBが前走車両mAとの間に合流しやすいように、前走車両mAと自車両Mとの車間を広くすることによって、他車両mBを自車両Mに比して優先するが、他車両mBの数が少ないため、自車両Mの走行に与える影響を小さくすることができる。
また、上記説明では、制御状態変更部164が、割込み車両候補が予備割込み車両として特定された場合、追従走行制御部162に第1動作によって追従走行イベントを実行させる場合について説明したが、これに限られない。制御状態変更部164は、車内カメラ70によって生成された画像が、自車両Mの乗員が前方を注視している等、周辺監視していることを示す場合、第1割込み車両特定部140や第2割込み車両特定部150に割込み車両候補が予備割込み車両として特定された場合であっても、追従走行制御部162に第2動作によって追従走行イベントを実行させてもよい。これにより、制御状態変更部164は、車線L1に合流しようとする他車両mBが存在するにも関わらず、前走車両mAとの車間を詰めることに伴って、自車両Mの乗員が不安を感じることが無いようにすることができる。
また、上記説明では、第1割込み車両特定部140、及び第2割込み車両特定部150が、車線L1に合流する合流車線である車線L2から合流する他車両mBについて上述した処理を行う場合につい説明したが、これに限られない。第1割込み車両特定部140、及び第2割込み車両特定部150は、合流車線以外の隣接車線から合流する他車両mBについて上述した処理を行うものでもよい。
また、上記説明では、第1割込み車両特定部140、及び第2割込み車両特定部150が、他車両mBの挙動(例えば、割込みの挙動を開始したか否か)に基づいて割込み車両を特定し、禁止範囲進入判定部154が他車両mBの位置(例えば、禁止範囲BAに存在するか否か)に基づいて割込み車両を特定し、制御状態変更部164は、他車両mBの挙動、又は他車両mBの位置のいずれか一方に基づいて特定された割込み車両に対して第2動作によって追従走行イベントを実行させる場合について説明したが、これに限られない。割込み車両は、他車両mBの挙動、及び位置の両方に基づいて特定されてもよい。この場合、第1割込み車両特定部140、又は第2割込み車両特定部150によって他車両mBの挙動が割込み車両の挙動であると判定され、且つ禁止範囲進入判定部154によって他車両mBの位置が禁止範囲BAであると判定された他車両mBが、割込み車両として特定され、制御状態変更部164は、第1割込み車両特定部140、又は第2割込み車両特定部150と、禁止範囲進入判定部154との両方が割込み車両として特定した他車両mBを割込み車両であるものとみなし、追従走行制御部162に前走車両mAと自車両Mとの車間距離を長くするように(つまり、第2動作によって)追従走行イベントを実行させる。これにより、自動運転制御装置100は、より精度良く割込み車両を特定し、特定した割込み車両に対して適切な動作を自車両Mに行わせることができる。
図16は、自動運転制御装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置100は、通信コントローラ100-1、CPU100-2、ワーキングメモリとして使用されるRAM(Random Access Memory)100-3、ブートプログラムなどを格納するROM(Read Only Memory)100-4、フラッシュメモリやHDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置100-5、ドライブ装置100-6などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ100-1は、自動運転制御装置100以外の構成要素との通信を行う。記憶装置100-5には、CPU100-2が実行するプログラム100-5aが格納されている。このプログラムは、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(不図示)などによってRAM100-3に展開されて、CPU100-2によって実行される。これによって、認識部130、行動計画生成部160、および第2制御部170のうち一部または全部が実現される。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の周辺環境を認識し、
認識結果に基づいて自車両の速度又は操舵を制御し、
自車両の走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両が走行車線に車線変更を行う場合に、他車の挙動または位置のいずれか一方に基づき前走車両と自車両との車間距離を短くする第1動作と、前記第1動作の後、前記他車両の変化量が所定の条件を満たす場合、又は前記他車両が割込み車両であると特定された場合に前記前走車両と前記自車両との車間距離を長くする第2動作とを前記自車両に行わせる、
ように構成されている、車両制御装置。
Claims (8)
- 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
前記認識部の認識結果に基づいて自車両の速度又は操舵を制御する運転制御部とを備え、
前記運転制御部は、
自車両の走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両が前記走行車線に車線変更を行う場合に、他車両の挙動または位置のいずれか一方に基づき、
前走車両と自車両との車間距離を短くする第1動作と、
前記第1動作の後、所定時間が経過した後に、前記他車両の変化量が所定の条件を満たす場合、同一の前記前走車両と前記自車両との車間距離を長くする第2動作とを前記自車両に行わせ、
前記所定の条件は、過去の複数の所定期間に関して算出された前記他車両の複数の変化量のそれぞれが閾値以上であることである、
車両制御システム。 - 前記運転制御部は、前記認識部によって認識された前記他車両の挙動、及び前記他車両の位置が、前記自車両の前方に進入することを示す場合、前記第2動作を前記自車両に行わせる、
請求項1に記載の車両制御システム。 - 前記運転制御部は、前記自車両の前方を走行する前走車両に追従して走行する追従走行制御部を含み、
前記他車両の自車線における前記自車両の前方への車線変更が完了した場合、前記他車両に前記自車両を追従させる、
請求項1または2に記載の車両制御システム。 - 前記隣接車線は、自車線に合流する車両が走行する合流車線である、
請求項1から3のうちいずれか一項に記載の車両制御システム。 - 前記運転制御部は、前記認識部によって前記隣接車線を走行する車列が停滞していることが認識された場合に、前記第1動作と、前記第2動作とを前記自車両に行わせる、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載の車両制御システム。 - 車室内を撮像する撮像部を更に備え、
前記運転制御部は、
前記撮像部により自車の乗員が車外の周辺監視をしていることを検知された場合、前記第1動作を実行する所定条件が満たされた場合であっても、前記第2動作を前記自車両に行わせる、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載の車両制御システム。 - コンピュータが、
自車両の周辺環境を認識し、
認識結果に基づいて自車両の速度又は操舵を制御し、
自車両の走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両が走行車線に車線変更を行う場合に、他車の挙動または位置のいずれか一方に基づき前走車両と自車両との車間距離を短くする第1動作と、前記第1動作の後、所定時間が経過した後に、前記他車両の変化量が所定の条件を満たす場合、同一の前記前走車両と前記自車両との車間距離を長くする第2動作とを前記自車両に行わせ、
前記所定の条件は、過去の複数の所定期間に関して算出された前記他車両の複数の変化量のそれぞれが閾値以上であることである、
車両制御方法。 - コンピュータに、
自車両の周辺環境を認識させ、
認識結果に基づいて自車両の速度又は操舵を制御させ、
自車両の走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両が走行車線に車線変更を行う場合に、他車の挙動または位置のいずれか一方に基づき前走車両と自車両との車間距離を短くする第1動作と、前記第1動作の後、所定時間が経過した後に、前記他車両の変化量が所定の条件を満たす場合、同一の前記前走車両と前記自車両との車間距離を長くする第2動作とを前記自車両に行わせ、
前記所定の条件は、過去の複数の所定期間に関して算出された前記他車両の複数の変化量のそれぞれが閾値以上であることである、
プログラム。
Priority Applications (3)
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