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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-205971(P2016-205971A)
(43)【公開日】2016年12月8日
(54)【発明の名称】経路探索装置及び経路探索方法
(51)【国際特許分類】
   G01C 21/34 20060101AFI20161111BHJP
   G08G 1/137 20060101ALN20161111BHJP
   G09B 29/00 20060101ALN20161111BHJP
【FI】
   G01C21/34
   G08G1/137
   G09B29/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2015-87022(P2015-87022)
(22)【出願日】2015年4月21日
(71)【出願人】
【識別番号】000001487
【氏名又は名称】クラリオン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹内 良輔
(72)【発明者】
【氏名】住澤 紹男
【テーマコード(参考)】
2C032
2F129
5H181
【Fターム(参考)】
2C032HB22
2C032HB24
2C032HC08
2C032HC14
2C032HC27
2F129AA03
2F129BB03
2F129BB20
2F129BB23
2F129BB26
2F129CC16
2F129CC19
2F129DD20
2F129DD21
2F129DD26
2F129DD27
2F129DD30
2F129DD31
2F129DD32
2F129DD39
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2F129DD58
2F129DD62
2F129DD65
2F129EE02
2F129EE43
2F129EE52
2F129FF08
2F129FF09
2F129FF13
2F129FF15
2F129FF19
2F129FF20
2F129FF32
2F129FF43
2F129GG03
2F129GG04
2F129GG05
2F129GG06
2F129GG10
2F129GG17
2F129GG18
2F129GG28
2F129HH02
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2F129HH20
5H181AA01
5H181BB04
5H181BB15
5H181CC03
5H181CC04
5H181CC11
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5H181FF04
5H181FF05
5H181FF10
5H181FF12
5H181FF13
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5H181FF25
5H181FF27
5H181FF33
5H181LL01
5H181LL04
5H181LL09
5H181LL11
(57)【要約】
【課題】車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる経路探索装置及び経路探索方法を提供する。
【解決手段】ナビゲーション装置50は、車両2の走行を制御する制御条件を制御特性情報として自動運転制御装置30から取得する情報入力部582と、情報入力部582が取得した制御特性情報に基づいて、制御条件を満たす車両2の誘導経路を探索する経路探索部583とを備える。従って、車両2の制御特性に合った誘導経路を探索することができる。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の走行を制御する制御条件の情報を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索する経路探索部と、
を備えることを特徴とする経路探索装置。
【請求項2】
前記入力部は、前記車両の走行局面ごと設定された、前記走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を前記制御条件の情報として入力し、
前記経路探索部は、前記許可しきい値に基づいて、前記車両が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索する、ことを特徴とする請求項1記載の経路探索装置。
【請求項3】
前記経路探索部は、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が行われる道路の道路長と、前記許可しきい値としての距離とを比較して、前記探索した経路を前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項2記載の経路探索装置。
【請求項4】
前記経路探索部は、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が、前記許可しきい値としての前記車両の操舵角の範囲内での移動であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項2又は3記載の経路探索装置。
【請求項5】
前記入力部は、前記車両の車幅を前記制御条件の情報として入力し、
前記経路探索部は、前記制御条件の情報に基づいて、探索した経路が、前記車両が走行可能な経路であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の経路探索装置。
【請求項6】
前記入力部は、前記車両が環状交差点を走行可能であるか否かを示す情報を前記制御条件の情報として入力し、
前記経路探索部は、前記制御条件の情報に基づいて、前記車両が環状交差点の走行が可能であるか否かを判定し、探索した前記誘導経路を前記車両の経路として選択するか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の経路探索装置。
【請求項7】
前記車両には、前記車両の駆動、制動及び操舵を行って、前記車両を自動で走行させる自動運転システムが搭載され、
前記経路探索装置は、前記車両が自動運転可能な走行経路を探索する、ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の経路探索装置。
【請求項8】
車両の走行を制御する制御条件の情報を入力するステップと、
入力された前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索するステップと、
を有することを特徴とする経路探索方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、経路探索装置及び経路探索方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の走行経路を探索する装置として、ドライバの運転嗜好を反映した走行経路を選択する装置(例えば、特許文献1参照)や、探索された経路が、所定の条件を満たさない場合に、検出された車両の周辺状況に応じて、指示された目的地に代わる第2の目的地を検索する装置(例えば、特許文献2参照)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−1805901号公報
【特許文献2】特開2008−9913号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、経路探索装置によって探索された経路であっても、車両制御の特性等によっては車両が走行できず、経路の再探索が必要になる場合がある。経路案内の途中で、経路の再探索が行われると、車両の乗員に不快感を与えることになる。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減した経路探索装置及び経路探索方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる目的を達成するために本発明の経路探索装置は、車両の走行を制御する制御条件の情報を入力する入力部と、前記入力部により入力された前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索する経路探索部とを備える。
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
【0007】
また、本発明は、上記経路探索装置において、前記入力部は、前記車両の走行局面ごと設定された、前記走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を前記制御条件の情報として入力し、前記経路探索部は、前記許可しきい値に基づいて、前記車両が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索する。
本発明によれば、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。従って、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0008】
また、本発明は、上記経路探索装置において、前記経路探索部は、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が行われる道路の道路長と、前記許可しきい値としての距離とを比較して、前記探索した経路を前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する。
本発明によれば、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0009】
また、本発明は、上記経路探索装置において、前記経路探索部は、探索した経路において、前記走行局面としてのレーン移動がある場合に、前記レーン移動が、前記許可しきい値としての前記車両の操舵角の範囲内での移動であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する。
本発明によれば、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0010】
また、本発明は、上記経路探索装置において、前記入力部は、前記車両の車幅を前記制御条件の情報として入力し、前記経路探索部は、前記制御条件の情報に基づいて、探索した経路が、前記車両が走行可能な経路であるか否かを判定して、前記探索した経路を、前記車両の誘導経路として選択するか否かを判定する。
本発明によれば、選択された誘導経路において、車両が走行できない道路を含む経路が誘導経路として選択されないようにすることができる。このため、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0011】
また、本発明は、上記経路探索装置において、前記入力部は、前記車両が環状交差点を走行可能であるか否かを示す情報を前記制御条件の情報として入力し、前記経路探索部は、前記制御条件の情報に基づいて、前記車両が環状交差点の走行が可能であるか否かを判定し、探索した前記誘導経路を前記車両の経路として選択するか否かを判定する。
本発明によれば、車両が走行できない環状交差点を誘導経路として選択しないようにすることができる。
【0012】
また、本発明は、上記経路探索装置において、前記車両には、前記車両の駆動、制動及び操舵を行って、前記車両を自動で走行させる自動運転システムが搭載され、前記経路探索装置は、前記車両が自動運転可能な走行経路を探索する。
【0013】
本発明の経路探索方法は、車両の走行を制御する制御条件の情報を入力するステップと、入力された前記制御条件の情報に基づいて、前記制御条件を満たす前記車両の誘導経路を探索するステップとを有する。
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】第1実施形態の自動運転制御システムのシステム構成図。
図2】第1実施形態の自動運転制御装置及びナビゲーション装置の機能ブロック図。
図3】ナビゲーション装置及び自動運転制御装置の動作を示すフローチャート。
図4】ナビゲーション装置及び自動運転制御装置の動作を示すフローチャート。
図5】表示パネルの表示例。
図6】第2実施形態の自動運転制御システムのシステム構成図。
図7】自動運転制御システムの他の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
[第1実施形態]
添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。図1は、自動運転制御システム1のシステム構成図である。自動運転制御システム1は、車両2に搭載され、運転者の運転操作によらずに車両2の駆動、制動及び操舵を行って、車両2を自動運転するシステムである。車両2は、走行モードとして、自動運転制御システム1が車両2の駆動、制動及び操舵を行って、車両2を自動運転制御システム1の制御により走行させる自動運転と、車両2の乗員による手動操作により車両2を走行させる手動運転とを有する。
【0017】
自動運転制御システム1は、自動運転制御装置30と、自動運転実行装置40と、ナビゲーション装置50と、エンジンECU(Electronic Control Unit)11と、トランスミッションECU12と、ブレーキECU13と、ステアリングECU14とを備える。これら各部は、CAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)等の規格に対応したバス10を介して通信可能に相互に接続される。
【0018】
自動運転制御装置30は、自動運転実行装置40に制御データを送信して自動運転実行装置40を制御し、車両2の自動運転を制御する。自動運転制御装置30の詳細については後述する。
自動運転実行装置40は、自動運転制御装置30から入力された制御データに基づいて各ECUに制御信号を送信して各ECUを制御し、自動運転を実行する。
【0019】
エンジンECU11は、エンジンの吸気管に設けられた電子スロットルバルブを開閉するスロットルアクチュエータ111に接続する。エンジンECU11は、自動運転実行装置40から受信した制御信号に基づいて、スロットルアクチュエータ111を制御して、エンジン回転数が目標回転数となるように電子スロットバルブの開閉度を調整する。
【0020】
トランスミッションECU12は、変速機に供給される作動油の油圧を調整する油圧制御装置121に接続する。トランスミッションECU12は、自動運転実行装置40から受信した制御信号に基づいて油圧制御装置121を制御し、変速機に供給される作動油の油圧を調整して変速機の変速比を切り替え、エンジンから伝達される回転数やトルクを変化させる。
【0021】
ブレーキECU13は、ブレーキ装置131に接続する。ブレーキECU13は、自動運転実行装置40から受信した制御信号に基づいて、車両2の各車輪に設けられたブレーキ装置131を制御し、車両2の制動を行う。
【0022】
ステアリングECU14は、ステアリング装置141に接続する。ステアリングECU14は、自動運転実行装置40から受信した制御信号に基づいて、車両2に設けられたステアリング装置141を制御し、車両2の操舵を行う。
【0023】
自動運転実行装置40は、自動運転制御装置30から受信した制御データに基づいて、各ECUを制御し、車両2の発進/停止の制御、車両2の加減速の制報、車両2の変速の制御、車両2の操舵の制御、その他の制御を行って、自動運転を実行する。
【0024】
ナビゲーション装置50は、GPS受信部511(図2参照)により受信したGPS信号により自車位置を検出し、記憶部550(図2参照)から読み出した地図データ551を表示パネル541(図2参照)に表示して、目的地までの経路を案内する。
【0025】
図2は、自動運転制御装置30及びナビゲーション装置50の機能ブロック図である。
まず、自動運転制御装置30について説明する。自動運転制御装置30は、バストランシーバ31、制御部32、路車間通信部33、車車間通信部34、レーダ装置35、車速センサ36、ヨーレートセンサ37、ブレーキセンサ38、操舵角センサ39、カメラ45を備える。
【0026】
バストランシーバ31は、バス10間のインターフェイス用IC(Integrated Circuit)である。バストランシーバ31は、制御部32から入力される制御データを、バス10を介して自動運転実行装置40に出力する。また、バストランシーバ31は、ナビゲーション装置50から出力された車両2の現在位置を示す位置情報や、誘導経路の情報を入力し、入力した情報を制御部32に出力する。
【0027】
制御部32は、CPU321や、制御プログラムを記録したROM322、CPU321のワークメモリとしてのRAM323を備え、CPU321が制御プログラムに従って演算を行い、自動運転実行装置40に、制御指令としての制御データを出力する。
また、制御部32は、不揮発性メモリ324を備える。不揮発性メモリ324は、制御特性情報(制御条件)を記憶する。制御特性情報の詳細については後述する。
【0028】
路車間通信部33は、交差点等の路側に設置された路側機から、光ビーコンや、電波ビーコン、DSRC(Dedicated Short Range Communications)などの狭帯域無線通信によって送信される情報を受信する。路側機から路車間通信部33に送信される情報には、例えば、渋滞情報等を含む道路交通情報や、歩行者の情報等が含まれる。路車間通信部33は、受信した情報を制御部32に出力する。
【0029】
車車間通信部34は、車両2の周辺に位置する周辺車両との間で車両情報を無線通信によって相互に伝達する。車両情報には、例えば車両2及び周辺車両を識別する識別情報や、車両2及び周辺車両の位置情報や、車両2及び周辺車両の速度や、車両2及び周辺車両の進行方向等の情報が含まれる。車車間通信部34は、受信した車両情報を制御部32に出力する。
【0030】
レーダ装置35は、例えば、ミリ波レーダ、レーザーレーダ等の電波や、超音波レーダ等の音波を自車両前方の所定範囲に照射する。レーダ装置35は、所定範囲内に存在する対象物(例えば、先行車両)により反射された反射波を受信することで、車両2の前方を走行する対象物の情報を検出する。ここで検出される情報には、例えば、先行車両の有無情報や、先行車両までの距離(車間距離)、角度(相対位置)、速度(相対速度)、加速度等の情報が含まれる。レーダ装置35は、検出した情報を制御部32に出力する。
【0031】
車速センサ36は、車両2の速度(車速)を検出して、検出した車速を表す検出信号を制御部32に出力する。
【0032】
ヨーレートセンサ37は、車両2にかかるヨーレートを検出し、検出したヨーレートを表す検出信号を制御部32に出力する。
【0033】
ブレーキセンサ38は、ブレーキペダルに対する運転者の操作量(踏み込み量や、角度、圧力等)を検出して、検出した操作量を表す検出信号を制御部32に出力する。
【0034】
操舵角センサ39は、ステアリングの操舵角を検出して、検出した操舵角を表す検出信号を制御部32に出力する。
【0035】
カメラ45は、複数の撮影装置を備え、車両2の前後左右方向を撮影する。カメラ45は、制御部32の制御に従って、所定の周期(例えば、100msごと)で撮影を実行し、撮影結果に基づいて撮影画像データを生成して、制御部32に出力する。
【0036】
次に、ナビゲーション装置50の構成について説明する。
ナビゲーション装置50は、GPS受信部511、GPSアンテナ512、相対方位検出部520、音声出力部531、スピーカ532、タッチパネル540、記憶部550、無線通信部560、バストランシーバ570、制御部580を備える。
【0037】
GPS受信部511は、GPSアンテナ512を介してGPS衛星からのGPS電波を受信し、GPS電波に重畳されたGPS信号から、車両2の現在位置を示す位置座標と進行方向とを演算する。GPS受信部511は、演算結果を制御部580に出力する。
【0038】
相対方位検出部520は、ジャイロセンサ及び加速度センサ(共に図示略)を備える。ジャイロセンサは、例えば振動ジャイロにより構成され、自車両の相対的な方位(例えば、ヨー軸方向の旋回量)を検出する。加速度センサは、自車両に作用する加速度(例えば、進行方向に対する自車両の傾き)を検出する。相対方位検出部520は、検出結果を制御部580に出力する。
【0039】
音声出力部531は、図示しないD/Aコンバータ、アンプ等を備え、制御部580から出力される経路案内用の音声データ信号をディジタル/アナログ変換してアンプにより増幅し、スピーカ532により車室内に音声出力する。
【0040】
タッチパネル540は、表示パネル541及びタッチセンサ542を備える。表示パネル541は、液晶ディスプレイやEL(Electro Luminescent)ディスプレイ等により構成され、制御部580の制御の下、各種情報を表示する。タッチセンサ542は、表示パネル541に重ねて配置され、ユーザのタッチ操作を検出して制御部580に出力する。
【0041】
記憶部550は、ハードディスクや、EEPROM等の不揮発性記憶装置を備え、データを書き換え可能に記憶する。記憶部550は、制御プログラムのほか、地図データ551を記憶する。地図データ551は、交差点やその他の道路網上の結線点を示すノードに関する情報や、ノードとノードとの道路区間を示すリンクに関する情報、地図上の行政区画や、道路、施設、交差点等の名称に関する情報を有する。
【0042】
無線通信部560は、制御部580の制御により、所定の通信規格に準拠して、インターネット等のネットワークにアクセスし、ネットワークに接続された外部機器と通信する。外部機器には、例えば、道路交通情報を提供するサーバが含まれ、無線通信部560は、ネットワークに接続して、サーバから道路交通情報を取得する。
【0043】
バストランシーバ570は、バス10に接続する。バストランシーバ570は、バス10間のインターフェイス用IC(Integrated Circuit)である。バストランシーバ570は、制御部580によって生成された誘導経路情報や、車両2の現在位置を示す位置情報を自動運転制御装置30に出力する。また、バストランシーバ570は、他のECUや、センサから出力されるデータを、バス10を介して入力し、制御部580に出力する。
【0044】
制御部580は、CPUや、ROM、RAM(すべて図示略)等のハードウェアを備え、ナビゲーション装置50の各部を制御する。また、制御部580は、ROM等に記憶された制御プログラムを実行することによって、位置推定部581、情報入力部(入力部)582、経路探索部583として機能する。
【0045】
位置推定部581は、車両2の現在位置を特定する。位置推定部581には、GPS受信部511から入力された位置座標と進行方向を示す情報、相対方位検出部520から入力された車両2の相対的な方位情報、及び記憶部550に記憶された地図データ551に含まれる情報が入力される。また、位置推定部581には、車速センサ36により測定された車速を示す検出信号、操舵角センサ39により測定された操舵角を表す検出信号、ブレーキセンサ38により測定されたブレーキの操作量を表す検出信号、ヨーレートセンサ37により測定されたヨーレートを表す検出信号等が、バス10を介して自動運転制御装置30から入力される構成であってもよい。位置推定部581は、入力したこれらの情報に基づいて車両2の現在位置を特定する。
具体的には、位置推定部581は、相対方位検出部520等の各種センサから入力される情報、及び地図データ551に含まれる情報に基づいて、随時、車両2の移動速度や、移動方向等を推定する。また、位置推定部581は、GPS受信部511からの入力に基づいて算出される車両2の現在位置を、推定した移動速度や、移動方向等に基づいて補正して現在位置を特定する。
なお、位置推定部581は、GPS信号と併せて、GLONASS、Galileo、Beidou、QZSS(みちびき)などの測位衛星システムの信号を利用して、車両2の現在位置を特定する構成であってもよい。
【0046】
情報入力部582は、例えば、制御部580の起動時や、予め設定された期間ごとに、自動運転制御装置30と通信して制御特性情報の取得要求を送信する。自動運転制御装置30は、ナビゲーション装置50から取得要求を入力すると、不揮発性メモリ324に記憶された制御特性情報を読み出して、ナビゲーション装置50に送信する。
制御特性情報は、自動運転制御装置30が車両2の自動運転を制御する際に使用する、車両自体の特性を示す情報や、自動運転の制御に関する情報である。制御特性情報には、例えば、以下の情報が含まれる。
(1)各運転局面において、車両制御の実行が許可される距離のしきい値
(2)各運転局面において、車両制御の実行が許可される車速の範囲(最高速度及び最低速度)
(3)各運転局面において、車両制御の実行が許可される操舵角の範囲
(4)各運転局面における安全マージン
(5)車両の車高及び車幅
(6)自動運転に対応していない道路種別
【0047】
運転局面には、例えば、分岐点での分岐に備えたレーン移動や、転回、右左折等が含まれる。車両制御の実行が許可される距離のしきい値(許可しきい値)は、例えば、運転局面がレーン移動である場合、レーン移動に必要な分岐点までの距離のしきい値である。また、車両制御の実行が許可される車速の範囲(許可しきい値)は、例えば、運転局面がレーン移動である場合、レーン移動を安全に行うために必要な車速の範囲である。
【0048】
各自動車メーカーは、各社の自動運転における安全基準に基づいて、自動運転におけるレーン移動が許容される距離や車速を独自に設定している。
このため、ナビゲーション装置50が探索した誘導経路であっても、レーン移動のために許容された道路長が、制御特性情報として設定された距離のしきい値よりも短い場合や、レーン移動時の車速が、制御特性情報として設定された車速の範囲内にない場合、自動運転制御装置30はレーン移動の実行を自動運転実行装置40に指示しない。このため、誘導経路の途中で、ナビゲーション装置50により経路の再探索が行われるため、遠回りの経路を走行することになる。また、ナビゲーション装置50の案内とは異なる経路を走行することになるため、乗員に不快感を与えてしまう。
【0049】
そこで、経路探索部583は、情報入力部582から入力される、レーン移動が許可される距離のしきい値や、車速の範囲を取得して、取得した距離のしきい値や車速の範囲に基づいて車両2を誘導する誘導経路を選択する。すなわち、経路探索部583は、レーン移動が許可される距離のしきい値や、車速の範囲の条件を満たす(すなわち制御条件を満たす)誘導経路を探索する。具体的には、自動運転制御装置30は、レーン移動が許容される距離が、距離のしきい値よりも長い道路、及び/又はレーン移動が許容される最低車速よりも速い車速を出すことができる道路を誘導経路として選択する。また、自動運転制御装置30は、レーン移動が許容される距離が、距離のしきい値以下である道路や、右折や左折をしてからの距離が短く、レーン移動が許容される最低車速を出すことができない道路は誘導経路として選択しない。これにより、自動運転制御装置30が選択した誘導経路に従って車両2を自動運転させた場合に、レーン移動が実行されずに誘導経路の再検索が行われる事態の発生を低減することができる。
【0050】
情報入力部582が自動運転制御装置30から取得する操舵角の範囲(許可しきい値)は、運転局面ごとに設定された、操舵角の最大値及び最小値の情報である。車両2によって操舵角の範囲(特に最大値)は異なる。ナビゲーション装置50が探索した誘導経路に、制御特性情報として設定された操舵角の最大値よりも大きな角度で転回や、右左折、レーン移動を行う必要がある道路である場合、自動運転制御装置30は、自動運転実行装置40に転回や、右左折、レーン移動の指示を行わない。
このため、経路探索部583は、情報入力部582から入力される操舵角の範囲に基づいて、車両2を誘導する誘導経路を選択する。すなわち、経路探索部583は、転回や、右左折、レーン移動が許可される操舵角の範囲を満たす(すなわち、制御条件を満たす)誘導経路を探索する。具体的には、経路探索部583は、制御特性情報として設定された操舵角の最大値よりも大きな角度で転回や、右左折、レーン移動を行う必要がある道路を誘導経路として選択しない。これにより、自動運転制御装置30が選択した誘導経路に従って車両2を自動運転させた場合に、転回や、右折、レーン移動が実行されずに誘導経路の再検索が行われる事態の発生を低減することができる。
【0051】
情報入力部582が自動運転制御装置30から取得する安全マージンは、乗員に不快感を与えないようにするための作動保証距離である。
例えば、自動運転制御装置30による自動運転制御によって車両2が走行中に、車両2の走行レーンの前方で信号により停止している車両を検出した場合、自動運転制御装置30は、自動車メーカーによって設定された車間距離に、安全マージンとして設定された距離を加算した距離で車両2が停止するようにブレーキECU13に指示する。また、運転局面がレーン移動である場合、自動運転制御装置30は、レーン移動後に、移動後のレーンにおける、車両2と車両2の前方車両との距離、及び車両2と車両2の後方車両との距離が、自動車メーカーにより設定された車間距離に安全マージンを加算した距離だけ離れていない場合、レーン移動の実行を許可しない。
また、安全マージンは、例えば、低速域、中速域、高速域といった車両2の速度域ごとに設定することもできる。例えば、車両2が低速域の車速で走行している場合、自動運転制御装置30は、前方の車両との車間距離が5m以上となるように車両2を制御し、車両2が高速域で走行している場合、自動運転実行装置40は、前方の車両との車間距離が10m以上となるように車両2を制御する。
【0052】
また、経路探索部583は、情報入力部582が自動運転制御装置30から取得した、車両2の車高や車幅の情報を入力する。経路探索部583は、入力された車両2の車高や車幅の情報に基づいて、車両2が走行できない道路や、車両2の進入できない駐車場を誘導経路や、目的地探索の探索結果として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、情報入力部582が自動運転制御装置30から取得した、自動運転に対応していない道路種別の情報を入力する。経路探索部583は、入力された道路種別の情報に基づいて、自動運転に対応していない道路種別(例えば、ラウンドアバウト(Roundabout:環状交差点)等)が誘導経路として選択されないようにする。
【0053】
また、経路探索部583は、車両2が自動運転による走行を予定している場合には、自動運転制御装置30から取得した制御特性情報に加え、以下の道路を誘導経路として選択しないようにする。
経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、道路状況が複雑化しやすい細街路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、合流が必要な地点において渋滞が発生している道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、車線数が多く、走行レーンの特定が難しい道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、経路探索部583は、自動運転による走行を予定している場合、車両2の周辺を走行する周辺車両の乗員との意思疎通が必要な道路、例えば、信号機が設置されていない道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、制御部580は、自動運転による走行を予定している場合に、無線通信部560により、例えば、外部装置としてのサーバから車線が引かれていない道路や車線の一部が消えている道路の情報を取得する。経路探索部583は、取得した情報に基づいて、車線が引かれていない道路や車線の一部が消えている道路等、メンテナンスが行き届いていない道路を誘導経路として選択しないようにする。
また、制御部580は、自動運転による走行を予定している場合に、無線通信部560により、例えば、外部装置としてのサーバから工事等により道路形状に変化が生じた地点の情報を取得する。経路探索部583は、工事等により道路形状が変わった場所が含まれる経路を、誘導経路として選択しないようにする。道路形状が変化した道路は、LDM(Local Dynamic Map)にも変更があるため、LDMを用いた車両2の現在位置の特定ができない場合があるため、工事等により道路形状が変わった場所が含まれる経路を誘導経路として選択しないようにする。
【0054】
また、経路探索部583は、上述した(1)〜(6)の情報以外に、例えば、車両2に搭載されたカメラ45の台数、及び各カメラ45の設置位置の情報を自動運転制御装置30から取得してもよい。
経路探索部583は、カメラ45の設置位置や、設置台数の情報に基づいて、細街路であっても自動運転による走行が可能であると判定した場合、細街路を含む経路を誘導経路として選択する。
【0055】
制御部580は、経路探索部583により誘導経路が算出されると、算出された誘導経路の情報、路車間通信部33から取得した道路交通情報、及び誘導経路の地図データ551を自動運転制御装置30に送信する。
【0056】
自動運転制御装置30は、車両2の走行モードが自動運転に設定され、ナビゲーション装置50から誘導経路の情報、道路交通情報及び誘導経路の地図データ551を入力すると、入力された情報に基づいて制御データを生成する。自動運転制御装置30は、生成した制御データを自動運転実行装置40に出力して、自動運転実行装置40に自動運転を実行させる。制御データには、車両2の発進/停止の制御に関する制御情報、車両2の加減速の制御に関する制御情報、車両2の変速の制御に関する制御情報、車両2の操舵の制御に関する制御情報等の、車両2の自動走行の制御に関する制御情報が含まれる。
【0057】
自動運転制御装置30は、誘導経路を走行中、誘導経路を走行する際の目標速度パターン及び目標走行パターンを生成する。目標速度パターンは、誘導経路を所定条件で区間に区切り、区切った各区間における速度の目標値である。目標走行パターンは、各区間における車両2の速度が目標速度パターンに設定された速度となるように制御するための、各区間における加速、惰行(車両2の慣性によって車両2を走行させること)、及び制動の情報である。
自動運転制御装置30は、生成した目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両2が走行するように自動運転を制御する制御データを生成する。すなわち、自動運転制御装置30は、目標走行パターンに従って走行するように車両2を発進/停止、操舵させ、また、目標速度パターンに従った速度となるように車両2を加減速させ、変速させる制御情報を含む制御データを生成する。
【0058】
自動運転による走行中、制御部32は、以下の処理を行う。
制御部32は、車速センサ36、操舵角センサ39、ブレーキセンサ38及びヨーレートセンサ37からの入力に基づいて、車両2の走行状態を検出し、車両2の走行状態に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、制御部32は、車車間通信部34から入力される車両情報に基づいて、車両2の周辺に位置する車両との関係に応じて、目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、制御部32は、路車間通信部33から入力される情報、及びカメラ45から入力される撮影画像データに基づいて、渋滞の有無や、信号機の状態、歩行者の有無等の車両2の周囲の環境に関する情報を取得し、車両2の周囲の環境に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。また、自動運転制御装置30は、レーダ装置35から入力される情報に基づいて、先行する車両との距離に応じて目標速度パターン及び目標走行パターンを修正する。そして、自動運転制御装置30は、修正後の目標速度パターン及び目標走行パターンに基づいて、制御データを生成する。
【0059】
自動運転制御装置30は、生成した制御データを、自動運転実行装置40に出力する。自動運転実行装置40は、入力された制御データに基づいて、エンジンECU11等の各ECUを制御する。この結果、適宜修正される目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両2が自動で走行し、自動運転による自動運転経路の走行が実現される。
【0060】
図3及び4は、ナビゲーション装置50及び自動運転制御装置30動作を示すフローチャートである。図3及び4を参照してナビゲーション装置50及び自動運転制御装置30の動作を説明する。
ナビゲーション装置50は、電源がオンされて起動すると(ステップS1/YES)、制御特性情報の取得要求を、バス10を介して自動運転制御装置30に出力する(ステップS2)。制御特性情報の取得要求を入力した自動運転制御装置30は(ステップS21/YES)、不揮発性メモリ324に保存された制御特性情報を読み出し、バス10を介してナビゲーション装置50に出力する(ステップS22)。
【0061】
ナビゲーション装置50は、制御特性情報を入力すると(ステップS3/YES)、入力した制御特性情報に変更があるか否かを判定する(ステップS4)。すなわち、ナビゲーション装置50は、ナビゲーション装置50が搭載された車両が変更されたか否かを判定する。ナビゲーション装置50は、制御特性情報に変更がないと判定した場合には(ステップS4/NO)、ステップS7の判定に移行する。また、ナビゲーション装置50は、車両2の制御特性情報に変更があると判定した場合(ステップS4/YES)、入力した制御特性情報に基づいて、自動運転用の経路の探索条件を変更する(ステップS5)。ナビゲーション装置50は、自動運転用の経路を探索する場合、探索条件を満たす経路を誘導経路として選択する。
【0062】
ナビゲーション装置50は、自動運転用の経路の探索条件として、制御特性情報に含まれる距離のしきい値、最低車速及び最高車速、操舵角の最大値及び最小値、安全マージン、車高及び車幅、自動運転に対応していない道路種別等を設定する。
例えば、ナビゲーション装置50は、経路探索により探索した経路に、分岐点での分岐に備えたレーン移動が必要な道路が存在する場合、この道路における分岐点までの走行距離と、探索条件としての距離のしきい値とを比較する。ナビゲーション装置50は、分岐点までの走行距離が、距離のしきい値よりも短い場合には、この道路を誘導経路から除外して、他の経路を探索する。また、ナビゲーション装置50は、分岐点までの走行距離が、距離のしきい値よりも長い場合には、この道路を誘導経路として選択する。
また、ナビゲーション装置50は、探索した経路に、分岐点での分岐に備えたレーン移動が必要な道路が存在する場合、この道路における分岐点までの走行距離に基づいて、レーン移動を行う際の車速を推定し、推定した車速と、探索条件としての最低車速とを比較する。ナビゲーション装置50は、推定した車速が、最低車速よりも遅い場合には、この道路を誘導経路から除外して、他の経路を探索する。また、ナビゲーション装置50は、推定した車速が、最低車速よりも速い場合には、この道路を誘導経路として選択する。
この他に、ナビゲーション装置50は、車高、車幅、自動運転に対応していない道路種別等の条件に基づいて、誘導経路を探索する。
【0063】
次に、ナビゲーション装置50は、制御特性情報を不図示の不揮発性メモリに保存し(ステップS6)、目的地が設定されるまで待機する。目的地の設定が入力される前に、ナビゲーション装置50の電源がシャットダウンされた場合(ステップS8/YES)、ナビゲーション装置50は、この処理フローを終了させる。また、ナビゲーション装置50は、目的地の設定をタッチパネル540により受け付けた場合(ステップS7/YES)、例えは、自動運転制御装置30に、車両2の走行モードが自動運転に設定されているか否かを問い合わせる。ナビゲーション装置50は、車両2の走行モードが自動運転であると判定した場合(ステップS9/YES)、自動運転用の探索条件に基づいて、自動運転に適した誘導経路を探索する(ステップS10)。ナビゲーション装置50は、探索した誘導経路の情報と、道路交通情報と、誘導経路を含む地図データ551とを自動運転制御装置30に出力する(ステップS11)。
【0064】
自動運転制御装置30は、誘導経路の情報と、誘導経路を含む地図データ551とに基づいて、誘導経路を走行する際の目標速度パターン及び目標走行パターンを生成する。自動運転制御装置30は、生成した目標速度パターン及び目標走行パターンに従って車両2が走行するように自動運転を制御する制御データを生成して、自動運転実行装置40に出力する。自動運転実行装置40が、制御データに従って、車両2に搭載された各ECUを制御することで、誘導経路に従った自動運転による走行が開始される(ステップS23)。
また、自動運転制御装置30は、ナビゲーション装置50から取得した道路交通情報に基づいて、現在走行中の道路の混雑具合を判定する。自動運転制御装置30は、自動運転の実行中は、道路の混雑具合に応じて車間距離を変更する。例えば、自動運転制御装置30は、道路が渋滞しているときの車間距離が、道路が渋滞していないときの車間距離よりも狭くなるように車両2の各部を制御する制御データを生成し、自動運転実行装置40に出力する。自動運転において、道路が渋滞している場合と、渋滞していない場合とで車間距離が同一であると、手動運転との差が大きく、不自然な走行になってしまうが、道路の混雑状況に応じて車間距離を変更することで、手動運転に近い、より自然な走行を行うことができる。
【0065】
また、ナビゲーション装置50は、自動運転制御装置30から入力した情報により、車両2の走行モードが手動運転であると判定した場合(ステップS9/NO)、自動運転用の探索条件を使用せずに、通常の探索条件に従って通常の誘導経路を探索する(ステップS12)。ナビゲーション装置50は、通常の探索条件に従って誘導経路を探索すると、探索した誘導経路を表示パネル541に表示させる(ステップS13)。この後、ナビゲーション装置50は、一般的に知られた通常のナビゲーション装置の動作を行って、車両2が誘導経路から外れた道路を走行した場合には、誘導経路の再探索を行うが、この動作の詳細は説明を省略する。
【0066】
図4は、車両2の走行モードが自動運転であり、自動運転用の探索条件に基づいて探索した誘導経路により車両2が走行を開始した場合の処理フローを示す。
ナビゲーション装置50の位置推定部581は、各種センサから入力される情報や、GPS受信部511から入力される情報に基づいて、車両2の現在位置を推定する。ナビゲーション装置50は、推定された車両2の現在位置に基づいて誘導経路を逸脱していると判定した場合(ステップS14/YES)、自動運転制御装置30に誘導経路の逸脱を通知する(ステップS15)。自動運転制御装置30は、ナビゲーション装置50から誘導経路の逸脱を通知された場合(ステップS24/YES)、例えば、そのままの走行状態を維持してもよいし、又は一定の範囲内を移動して、誘導経路から離れ過ぎないようにしてもよい。また、自動運転制御装置30は、誘導経路から逸脱した場合、誘導経路からの逸脱が生じた要因をナビゲーション装置50に通知する。
ナビゲーション装置50は、自動運転制御装置30から通知された、誘導経路からの逸脱が生じた要因を表示パネル541に表示させる。図5は、表示パネル541に表示された要因の一例を示す図である。このように誘導経路から逸脱した要因を表示パネル541に表示させることで、乗員に対して、なぜ誘導経路通りに自動走行が行われなかったのかを通知することができ、乗員に生じる不快感を軽減することができる。また、自動運転制御システム1のシステムエラーにより生じた経路逸脱ではなく、正常動作における経路逸脱である場合には、乗員の信頼を得ることができる。
【0067】
ナビゲーション装置50は、誘導経路の逸脱を検出すると、誘導経路の再探索を行う(ステップS16)。ナビゲーション装置50は、ステップS5にて設定した自動運転用の探索条件に基づいて自動運転に適した誘導経路を再探索する(ステップS16)。誘導経路を再探索すると、自動運転制御装置30は、探索した誘導経路を自動運転制御装置30に通知する(ステップS17)。自動運転制御装置30は、ナビゲーション装置50から通知された誘導経路に従って走行を開始する(ステップS25)。
【0068】
また、ステップS14の判定において誘導経路の逸脱が生じていないと判定した場合(ステップS14/NO)、又はステップS17において新たな誘導経路を自動運転制御装置30に通知すると、ナビゲーション装置50は、目的地の設定に変更があるか否かを判定する(ステップS18)。ナビゲーション装置50は、タッチパネル540により目的地の変更を受け付けた場合(ステップS18/YES)、図3に示すステップS9に移行し、ステップS9からの処理を再度行う。
【0069】
また、目的地の設定に変更がない場合(ステップS18/NO)、ナビゲーション装置50は、位置推定部581により推定された車両2の現在位置に基づいて目的地に到達したか否かを判定する。ナビゲーション装置50は、目的地に到達していないと判定した場合(ステップS19/NO)、ステップS14に戻り、ステップS14からの処理を再度行う。また、ナビゲーション装置50は、目的地に到達したと判定した場合には(ステップS19/YES)、この処理を終了させる。また、自動運転制御装置30は、誘導経路等に基づいて目的地に到達したと判定した場合には(ステップS26/YES)、この処理を終了させる。
【0070】
以上説明したように、第1実施形態のナビゲーション装置50は、情報入力部582と、経路探索部583とを備える。情報入力部582は、車両2の走行を制御する制御条件の情報である制御特性情報を自動運転制御装置30から取得する。経路探索部583は、情報入力部582が取得した制御特性情報に基づいて、制御条件を満たす車両2の誘導経路を探索する。従って、車両制御の特性に合った誘導経路を探索して、誘導経路の再探索が行われる頻度を低減することができる。
【0071】
また、情報入力部582は、車両2の走行局面ごと設定された、走行局面に対応した車両制御の実行が許可される許可しきい値を制御条件の情報として入力する。そして、経路探索部583は、許可しきい値に基づいて、車両2が車両制御の実行を許可される誘導経路を探索する。従って、走行局面に対応した車両制御の実行が可能な経路を誘導経路として選択することができる。このため、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0072】
また、経路探索部583は、探索した経路において、走行局面としてのレーン移動がある場合に、レーン移動が行われる道路の道路長と、前記許可しきい値としての距離とを比較して、探索した経路を車両2の誘導経路として選択するか否かを判定する。従って、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0073】
また、経路探索部583は、探索した経路において、走行局面としてのレーン移動がある場合に、レーン移動が、許可しきい値としての車両2の操舵角の範囲内での移動であるか否かを判定して、探索した経路を、車両2の誘導経路として選択するか否かを判定する。従って、選択された誘導経路において、レーン移動ができない事態の発生回数を低減して、車両2の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0074】
また、情報入力部582は、車両2の車幅を制御特性情報として入力する。経路探索部583は、制御特性情報に基づいて、探索した経路が、車両2が走行可能な経路であるか否かを判定して、探索した経路を、車両2の誘導経路として選択するか否かを判定する。従って、選択された誘導経路において、車両2が走行できない道路を含む経路が誘導経路として選択されないようにすることができる。このため、経路案内の途中で、経路の再探索が行われる頻度を低減して、車両2の乗員に与える不快感を軽減することができる。
【0075】
また、情報入力部582は、車両2が環状交差点を走行可能であるか否かを示す情報を制御特性情報として入力する。経路探索部583は、制御特性情報に基づいて、車両2が環状交差点の走行が可能であるか否かを判定し、探索した誘導経路を車両2の経路として選択するか否かを判定する。従って、車両2が走行できない環状交差点を誘導経路として選択しないようにすることができる。
【0076】
[第2実施形態]
図6は、本実施形態の構成を示すブロック図である。
第2実施形態は、誘導経路の探索を、インターネット等のネットワークNに接続された情報提供サーバ60により行う実施形態である。
車両2のナビゲーション装置50は、目的地の設定をタッチパネル540により入力すると、無線通信部560によりネットワークNに接続して、目的地の設定と、車両2の制御特性情報とを情報提供サーバ60に送信する。情報提供サーバ60は、ナビゲーション装置50から入力した目的地の設定と、車両2の制御特性情報とに基づいて誘導経路を探索する。
【0077】
また、情報提供サーバ60は、誘導経路の探索の際、自動運転において、渋滞等の要因により逸脱が予測される経路の迂回路も同時に検索する。
情報提供サーバ60は、各車両2に搭載されたナビゲーション装置50から、自動運転において逸脱が生じた地点及び逸脱が生じた時刻の情報を収集し、不図示の記憶部に記憶している。情報提供サーバ60は、探索した誘導経路に、経路逸脱の発生する確率が高い地点が含まれ、及びこの地点を通過する予測時間が経路逸脱の発生件数の多い時間帯である場合、この地点を迂回する迂回路の情報も探索する。情報提供サーバ60は、探索した誘導経路と、迂回路の情報とを取得要求を受信したナビゲーション装置50に送信する。
【0078】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、図7に示すように、GPS受信部71、GPSアンテナ72、相対方位検出部73、自車位置推定部74、地図データ75等を備えるMPU(Map Positioning Unit)70をナビゲーション装置50とは別途設けて、車両2の自車位置をMPU70により特定する構成であってもよい。
【0079】
また、上述した第1及び第2実施形態では、自動運転制御装置30及び自動運転実行装置40を搭載し、自動運転制御装置30の制御により自動運転で走行する車両2を対象として説明したが、ドライバの手動操作で走行する車両にも適用可能である。ナビゲーション装置50は、車両2から車高、車幅等の情報を取得し、取得した情報に基づいて、車両2が走行可能な誘導経路を探索する。また、ナビゲーション装置50は、ドライバから、運転の習熟度の情報を特性情報として取得して、取得した特性情報に基づいて誘導経路を探索することもできる。
【0080】
また、図2に示す自動運転制御装置30及びナビゲーション装置50の機能ブロックは、自動運転制御装置30及びナビゲーション装置50の備える機能を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、自動運転制御装置30及びナビゲーション装置50の構成は、処理内容に応じて、さらに多くのブロックに分割することもできる。また、機能ブロックは、図1に示す1つのブロックによりさらに多くの処理を実行するように構成してもよい。また、各ブロックの処理は、1つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、各ブロックの処理は、1つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。
【0081】
また、自動運転制御装置30のROM322や、ナビゲーション装置50の不図示のROMに記憶させた制御プログラムは、例えば、ネットワーク上のサーバ装置からダウンロードされ、RAM上にロードされてCPUにより実行されるようにしてもよい。
【0082】
また、図3及び4に示すフローチャートの処理単位は、ナビゲーション装置50の制御部580及び自動運転制御装置30の制御部32の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本発明が制限されることはない。ナビゲーション装置50の制御部580及び自動運転制御装置30の制御部32の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、1つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。
【符号の説明】
【0083】
1 自動運転制御システム
30 自動運転制御装置
32 制御部
40 自動運転実行装置
50 ナビゲーション装置
580 制御部
581 位置推定部
582 情報入力部
583 経路探索部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7