(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
A.装置構成 :
図1には、本実施例の運転支援装置1の大まかな構成が示されている。図示されるように本実施例の運転支援装置1は、周辺状況検出部10と、意識状態値検出部20と、自動運転実行部30と、通知部40と、記憶部50などを備えている。
尚、これら5つの「部」は、主に機能に着目して運転支援装置1を便宜的に分類した抽象的な概念であり、その実体は、運転支援装置1を構成する各種の機器や、電子部品、コンピューター、コンピュータープログラム、あるいはそれらの組合せなどによって構成されている。
【0010】
周辺状況検出部10は、自車両の周囲の画像を撮影する車載カメラ11や、自車両の周囲に存在する障害物などを検出するレーダー12や、自車両の現在位置を検出するGPS装置13や、GPS装置13によって検出した現在位置や運転者によって設定された目的地などに基づいて地図情報を読み出して運転者に提示するナビゲーションシステム14や、外部データベース2や周辺を走行している周辺車両3などと無線によって通信する外部通信装置15などを備えている。また、外部通信装置15は、周辺車両3の位置や、周辺車両3が自動走行中であるか否かに関する情報なども取得することができる。
【0011】
意識状態値検出部20は、自車両の運転者に向けて近赤外光を照射する近赤外光LED21や、近赤外光による運転者の顔画像を撮影する近赤外光カメラ22や、ECU23を備えている。ECU23は、近赤外光LED21が運転者に向けて近赤外光を照射して、近赤外光カメラ22で運転者の顔画像を撮影する動作を制御するとともに、得られた顔画像を解析することによって、運転者の意識状態値として覚醒度を検出する。ECU23が運転者の覚醒度を検出する方法についても、周知の種々の方法を用いることができる。本実施例の運転支援装置1では、それらの方法を用いて運転者の覚醒度を検出しても良い。
【0012】
尚、自動運転中は、運転者が運転以外の事(たとえば、新聞を読んだり、書類に目を通したり、パソコンを操作したり)に没頭していることが起こり得る。このような場合は、運転者が脇見運転をしている状況と同じことになるので、たとえ運転者の意識がはっきりしていても、覚醒度が低下したものと判断される。
また、運転者の意識状態としては、覚醒しているか否かだけでなく、漫然状態や、疲労状態、不安定状態、焦りを感じている状態なども検出することが可能であり、意識状態値検出部20は、これらの状態の程度を表す指標値を意識状態値として検出することもできる。従って、心電センサーや、脳波センサー、体動センサー、あるいは呼吸センサーと、ECU23とを組み合わせたシステムを、意識状態値検出部20として用いることも可能である。
【0013】
自動運転実行部30は、周辺状況検出部10によって検出された各種の周辺状況に基づいて、自車両の図示しないステアリングハンドルを操舵するハンドルアクチュエータ32や、自車両の図示しないアクセルペダルを駆動するアクセルアクチュエータ34や、自車両の図示しないブレーキペダルを駆動するブレーキアクチュエータ36を駆動することによって自動運転を行う。
【0014】
たとえば、運転者によってナビゲーションシステム14に目的地が設定されると、ナビゲーションシステム14が示す走行経路や、車載カメラ11やレーダー12によって検出された周辺車両3の有無や位置、走行車線などの周辺状況を取得して、ステアリングハンドルや、アクセルペダル、ブレーキペダルなどを操作する。あるいは、前方の車両に追従走行する旨が運転者に指定されると、車載カメラ11やレーダー12によって検出された前方の走行車両との車間距離が一定となるように、アクセルペダルやブレーキペダルを操作しながら、追従する車両の後を追いかけるようにステアリングハンドルを操舵することによって自動運転を行う。尚、周辺状況に基づいてステアリングハンドルや、アクセルペダル、ブレーキペダルなどの操作量を決定する方法については、周知の種々の方法を用いることができる。
更に、自動運転実行部30は、意識状態値検出部20によって運転者の意識状態(たとえば覚醒度)が所定の閾値よりも低下したことが検出されると、後述する通知部40を用いて運転者に対して注意喚起する旨を通知する。
【0015】
通知部40は、表示装置41や、音声を出力するスピーカー42などを備えている。表示装置41としては、センタークラスターに備えられたマルチファンクションディスプレイや、ウィンドシールドやコンバイナーに映像を投影するヘッドアップディスプレイなどとすることができる。通知部40は、自動運転実行部30からの命令を受けると記憶部50のメモリー51から画像データや音声データを読み出して、表示装置41あるいはスピーカー42から出力することによって運転者に注意喚起の通知を行う。尚、通知部40は、音や画像による通知に限らず、他の態様(たとえば、送風ファンの回転による送風や、バイブレーターによる振動)による通知を行ってもよい。
【0016】
以上のような本実施例の運転支援装置1は、自動運転実行部30が車両の自動運転を行うことによって運転者の運転負荷を軽減することが可能である。また、自動運転中は、大きなハンドル操作や加減速が行われないので、交通事故を起こす確率が抑制され、更に燃費の改善も期待できる。もっとも、自動運転中の車両(自動運転車両)と手動運転中の車両(手動運転車両)とが混走していると、手動運転車両の運転に影響を受けて自動運転車両の本来の運転ができなくなり、自動運転による利点が得られ難くなる。また、手動運転車両にとっても、自動運転車両が邪魔になって、手動運転車両の本来の運転ができなくなるので、手動運転による利点が得られ難くなる。
そこで、本実施例の運転支援装置1では、自動運転するに際して、自車両の周囲に手動運転車両が存在するか否かを判断し、その結果に応じて自動運転モードを切り換える。こうすることで、自動運転車両と手動運転車両とが混走している場合でも、自動運転車両では自動運転による利点を享受することができ、手動運転車両では手動運転による利点を享受することが可能となる。以下では、本実施例の運転支援装置1で行われる自動運転処理について説明する。
【0017】
B.自動運転処理 :
図2には、本実施例の運転支援装置1で行われる自動運転処理のフローチャートが示されている。この処理は、運転支援装置1の主に自動運転実行部30によって実行される。
自動運転処理では、先ず始めに、自車両の周辺状況を取得する(S100)。ここで、自車両の「周辺状況」とは、自動運転するために周辺状況検出部10から取得する各種の情報である。たとえば、車載カメラ11やレーダー12や図示しないソナーなどで検出した周辺車両の有無や位置、車載カメラ11で検出した走行車線の位置や、周囲の明るさ、晴雨、GPS装置13で検出した現在位置や、ナビゲーションシステム14によって提示された経路情報や自車両の走行環境、外部通信装置15を介して外部データベース2や周辺車両3から取得した各種の情報などである。
また、本実施例の自動運転処理では、周辺車両3と無線で通信することにより、それぞれの周辺車両3の位置と、それぞれの周辺車両3について自動運転車両または手動運転車両の何れであるかに関する情報も、周辺状況として取得する。
【0018】
続いて、自動運転実行部30は、周辺車両3の中に手動運転車両が存在するか否かに応じて自動運転モードを設定する(S200)。ここで自動運転モードとは、自動運転する際の車間距離や、ハンドルの操舵に先立って方向指示器を点灯させるタイミング、ブレーキ操作に先立ってブレーキペダルを点灯させるタイミングなど、自動運転のための各種項目が設定されたデータである。詳細には後述するが、周辺車両3の中に手動運転車両が存在しない場合は、標準の自動運転モードが設定されるが、周辺車両3の中に手動運転車両が存在する場合には、標準とは異なる自動運転モードが設定される。
【0019】
そして、自動運転実行部30は、設定された自動運転モードに従って自動運転を行い(S102)、続いて、運転者によって自動運転が終了されたか否かを判断する(S104)。たとえば、運転者が自動運転を手動運転に切り換えた場合や、運転自体を終了した場合などでは、自動運転が終了されたと判断して(S104:yes)、
図2の自動運転処理を終了する。
これに対して、自動運転が終了していないと判断した場合は(S104:no)、処理の先頭に戻って、周辺状況を取得した後(S100)、続く上述した一連の処理を繰り返す。この結果、自動運転中は、周辺車両3に手動運転車両が存在するか否かに応じて、標準の自動運転モードと、標準以外の自動運転モードとを切換ながら自動運転が行われる。
【0020】
C.自動運転モード設定処理 :
図3および
図4には、自動運転処理中で自動運転モードを設定する自動運転モード設定処理(S200)のフローチャートが示されている。この処理も、自動運転実行部30によって実行される処理である。
自動運転モード設定処理(S200)を開始すると、先ず始めに、標準の自動運転モードを読み込む(S202)。前述したように、自動運転モードとは自動運転のための各種項目が設定されたデータである。そして、標準の自動運転モードとは、周辺車両3が存在しない場合、あるいは周辺車両3が存在していても、その中に手動運転車両が存在しない場合に用いられる自動運転モードである。記憶部50のメモリー51には、予め標準の自動運転モードのデータが記憶されており、S202では、このデータを読み込む。
【0021】
次に、検査領域内に手動運転車両が存在するか否かを判断する(S204)。ここで、検査領域とは、自動運転モードの設定に際して手動運転車両が存在するか否かを検査するために、自車両の周辺に予め設定された領域である。すなわち、周辺状況検出部10は外部通信装置15を用いて周辺車両3を検出しており、無線通信可能な範囲であれば車両を検出することができる。しかし、無線通信可能な範囲の全ての車両を周辺車両3として検出したのでは、範囲が広くなりすぎるだけでなく、電波状態によって範囲の広さが変化することとなって、安定して自動運転モードを設定することができなくなる。
そこで本実施例では、無線通信可能な範囲よりも狭い検査領域を自車両の周辺に設定しておき、自動運転モードを設定するに際しては、この検査領域内の走行車両を周辺車両3として扱う。
【0022】
図5には、本実施例で用いられる検査領域が例示されている。図示されるように検査領域は、自車両を取り囲むように設定されている。自車両の進行方向に対する左右方向の幅は、それぞれ1車線分程度ずつ(全体では3車線分程度)であり、進行方向の前方および後方に向かっては等距離ずつの全体として細長い長方形の形状に設定されている。尚、自車両の走行速度が高くなるほど、車両の進行方向の前方および後方に検査領域の長さが長くなるようにしてもよい。
【0023】
図示した例では、自車両と無線通信可能な範囲内には、車両A〜Dの4台の車両が存在する。しかし、図中に破線で囲った検査領域内に存在する車両は車両Bおよび車両Cの2台であり、これらの車両が周辺車両3となる。そして、これら2台の周辺車両3の中で車両Bは自動運転車両であるが、車両Cは手動運転車両である。そこでこの場合は、検査領域内に手動運転車両が存在する(
図3のS204:yes)と判断する。
尚、検査領域内に周辺車両3が存在しない場合や、周辺車両3が存在しても、それらが全て自動運転車両であった場合は、
図3のS204では「no」と判断して、そのまま自動運転モード設定処理を終了する。その結果、この場合は、S202で読み込んだ標準の自動運転モードのデータが、そのまま自動運転に使用されることになる。
【0024】
検査領域内に手動運転車両が存在していた場合は(
図3のS204:yes)、標準の自動運転モードのデータの中で、運転者に注意喚起するための閾値のデータを高めに変更する(S206)。すなわち、意識状態値検出部20は運転者の意識状態(たとえば覚醒度)を検出しており、自動運転中に運転者の意識状態が所定の閾値よりも低下すると、自動運転実行部30は通知部40を用いて運転者に注意喚起を行う。そして、検査領域内に手動運転車両が存在している場合には、その手動運転車両が急なハンドル操作や急な減速などを行った場合に備えて、運転者の意識状態を高いレベルに保っておくことが望ましい。そこで、運転者に注意喚起する閾値を高めに変更する。こうすれば、運転者の意識状態が閾値を下回ると注意喚起されるので、運転者の意識状態を高いレベルに保っておくことができる。
【0025】
次に、ハンドルの操舵に先立って方向指示器を点灯させるタイミングや、ブレーキ操作に先立ってブレーキペダルを点灯させるタイミングなどを、早めのタイミングに変更する(S208)。こうすれば、自車両がハンドルを操舵しようとしていることや、ブレーキを掛けようとしていることを、自車両の周辺を走行している手動運転車両の運転者に早めに知らせて注意喚起することが可能となる。
【0026】
その後、自動運転実行部30は、自車両が走行している車線の隣の車線(隣車線)の検査領域内に、手動運転車両が存在しているか否かを判断する(S210)。その結果、隣車線の検査領域内に手動運転車両が存在していた場合は(S210:yes)、隊列走行の制限台数を所定台数(たとえば4台)に設定する(S212)。これは次のような処理である。
【0027】
先ず、自動運転車両には、複数台の車両が一列に連なった状態で前の車両と一定の車間距離を保って隊列走行する機能が搭載されている。隊列走行では、自車両の直前を走行する車両だけでなく、その前を走行する車両からも、ハンドル操作やブレーキ操作、アクセル操作などの情報を受け取って、複数台の車両が一体となって走行する。こうすることで、先頭の車両に後続する全ての車両では、走行に伴ってかかる風圧が減少するので、燃費を改善することができる。
【0028】
以上の説明から明らかなように、隊列走行する車両に台数の制限は存在しない。従って、標準の自動運転モードでは、隊列走行の制限台数を示すデータには、0台、あるいは1000台のような極端に大きな値が設定されている。しかし、隣車線の検査領域内に手動運転車両が存在する場合には、隊列走行の制限台数を示すデータが、所定の台数(たとえば4台)に変更される。これは次のようなことを考慮したためである。
【0029】
図6(a)には、隣車線に手動運転車両が存在しない場合に、隊列走行する様子が示されている。図示した例では、先頭の車両Aに車両Bが追従走行し、車両Bに車両Cが追従走行し、車両Cに車両Dが追従走行しており、自車両は車両Dに追従走行している。そして、自車両には車両Eが追従走行している。また、車両Aは、車両Bが追従走行する際の車両Bからの問い掛けに対して、自身が1台目の車両(先頭車両)である旨を返信する。車両Bは、車両Cが追従走行する際の車両Cからの問い掛けに対して、2台目の車両である旨を返信する。車両C〜車両Eの各車両でも同様な処理が行われる。
こうして後続車は前の車両に追従走行する際に、何台目の車両として隊列走行するのかに関する情報を取得する。
図6(a)に示した例では、自車両は5台目の車両として隊列走行していることを認識しており、車両Eは6台目の車両として隊列走行していることを認識している。
【0030】
ところが、多くの車両が隊列走行していると、追い越し車線を走行していた手動運転車両が通常の走行車線に戻ろうとしても、隊列走行の先頭まで出るか、隊列走行の後端まで下がるかしないと、通常の走行車線に戻ることができない。このことは、進行方向の前方で車線が減少している場合などには特に問題となる。
そこで、隣車線で手動運転車両が検出された場合には、隊列走行の台数に制限を設けている。たとえば
図6(a)に示した例では、自車両は5台目の車両として隊列走行しており、この状態で隣車線に手動運転車両が検出されると、制限台数である4台を超えるので隊列走行を終了する。その結果、
図6(b)に示すように、車両Dと自車両との車間距離が広がるので、この車間に手動運転車両である車両Fが割り込んで、通常の走行車線に戻ることが可能となる。
このように、隣車線で手動運転車両が検出された場合に隊列走行に制限台数を設けておけば、手動運転車両が必要に応じて、隊列走行する車両の間にいつでも割り込めるようにすることが可能となる。
以上では、隣車線の検査領域内に手動運転車両が存在していた場合(
図3のS210:yes)について説明したが、手動運転車両が存在していなかった場合は(S210:no)、隊列走行の制限台数を変更する処理(S212)は省略する。
【0031】
続いて、自動運転実行部30は、現在走行中の車線(現車線)の前方を走行する車両が手動運転車両か否かを判断する(S214)。その結果、手動運転車両であった場合は(S214:yes)、車間距離の設定を、標準の自動運転モードに設定された車間距離よりも大きめの設定に変更する(S216)。
図7には、自動運転車両および手動運転車両のそれぞれに対して車間距離dが設定される様子が例示されている。このように手動運転車両の車間距離dを自動運転車両の車間距離dよりも大きめに設定しておけば、手動運転車両が急減速した場合にも追突する可能性を抑制することが可能となる。
尚、現車線の前方を走行する車両が存在しない場合、あるいは現車線の前方を走行する車両が手動運転車両ではなかった場合は(S214:no)、車間距離を大きめの設定に変更する処理(S216)は省略する。
【0032】
その後、自車両の側方を走行する車両(側方車両)が手動運転車両か否かを判断する(S218)。その結果、側方車両が手動運転車両であった場合は(S218:yes)、側方車両の斜め後方に存在する死角範囲に入らないように、死角範囲の更に後方の位置を走行する旨を設定する(S220)。すなわち、
図8に示したように、自車両が破線の位置を走行していると、手動運転中の車両Aの死角範囲に入ってしまう。そこで、実線で示した位置まで減速して、車両Aの死角範囲に入らないようにする。こうすれば、車両Aが自車両に気付かずに車線を変更して接触事故などが生じる危険を抑制することができる。
【0033】
尚、ここでは、側方車両の死角範囲から出るために、自車両が減速するものとして説明した。しかし、自車両が加速することによって、側方車両の死角範囲から出るようにしても良い。
また、自車両から前方車両までの車間距離、および後方車両までの車間距離を検出して、「減速」あるいは「加速」の何れかを選択しても良い。例えば、後方車両が存在しないか、後方車両までの車間距離が十分にある場合は「減速」を選択する。後方車両までの車間距離が十分ではないが、前方車両が存在しないか、前方車両までの車間距離が十分にある場合は「加速」を選択する。後方車両および前方車両の何れも存在する場合には、後方車両までの車間距離と前方車両までの車間距離とを比較して、後方車両までの車間距離の方が大きければ「減速」を選択し、そうでなければ「加速」を選択してもよい。
更に、側方車両の死角範囲に入ると直ちに減速(あるいは加速)するのではなく、一定時間以上、死角範囲に入っていた場合に、減速(あるいは加速)するようにしてもよい。こうすれば、自車両が側方車両の死角に入るたびに、運転者の意図とは無関係に減速(あるいは加速)して、運転者に煩わしい思いをさせることを回避することができる。
【0034】
以上では、側方車両が手動運転車両であった場合(S218:yes)に、自車両の走行位置を設定する処理(S220)について説明した。これに対して、側方車両が存在しない場合や、側方車両が手動運転車両でなかった場合は(S218:no)、走行位置を設定する処理(S220)は省略する。
【0035】
次に、自動運転実行部30は、運転者によって追従走行する旨が設定されているか否かを判断する(
図4のS222)。追従走行する旨が設定されていた場合は(S222:yes)、現車線の前方車両(第1前方車両)が手動運転車両か否かを判断する(S224)。その結果、現車線の前方車両が手動運転車両であった場合は(S224:yes)、今度は、隣車線の前方を走行する車両(第2前方車両)が自動運転車両か否かを判断する(S226)。その結果、隣車線の前方車両が自動運転車両であった場合は(S226:yes)、隣車線に移動した後に追従走行する旨を設定する(S228)。
【0036】
たとえば
図9に示したように、自車両と同じ車線で前方を走行する車両Aが手動運転車両であるが、隣の車線で前方を走行する車両Bが自動運転車両であった状態で、追従走行する旨が設定された場合には、隣車線に移動してから車両Bに対して追従走行を開始する。あるいは、追従走行中に前方車両が自動運転から手動運転に切り換わる等して、
図9に示す状態が発生した場合にも、隣車線に移動して車両Bに対して追従走行を開始する。
自動運転車両は急なハンドル操作や、ブレーキ操作、アクセル操作は行わないので、自動運転車両の方が容易に追従走行することが可能となる。
尚、追従走行する旨が設定されていない場合や(S222:no)、現車線の前方車両が手動運転車両ではなかった場合(S224:no)、あるいは隣車線の前方車両が自動運転車両ではなかった場合(S226:no)は、隣車線に移動して追従走行する旨を設定する処理(S228)は省略する。従って、これらの場合は、現車線のまま追従走行を行う。
【0037】
続いて、自動運転実行部30は、所定の閾値台数(たとえば4台)以上の周辺車両3が存在するか否かを判断する(S230)。その結果、閾値台数以上の周辺車両3が存在していた場合は(S230:yes)、周辺車両3の中で手動運転車両の比率が所定比率(たとえば50%)以上か否かを判断する(S232)。
【0038】
たとえば
図10に示した例では、検査領域内には5台の周辺車両3が存在しており、その中の3台が手動運転車両なので、手動運転車両の比率は60%となる。そこで、このような場合は、手動運転車両の比率が所定比率以上と判断して(S232:yes)、自動運転から手動運転に切り換える旨を運転者に提案する(S234)。すなわち、
図10に例示したように自動運転車両よりも手動運転車両の方が多い状態では、自動運転を行っても、手動運転車両の影響で本来の自動運転は行えないので、自動運転の利点を十分に得ることができない。そこで、無理に自動運転するのではなく、手動運転に切り換えることによって、手動運転の利点を享受するように運転者に提案する。
提案に際しては、手動運転への切換を提案する音声データや画像データを記憶部50のメモリー51に記憶しておき、これらのデータを読み出して通知部40から出力することによって行う。
【0039】
尚、周辺車両3が閾値台数に満たなかった場合は(S230:no)、手動運転車両の比率が所定比率に満たなかった場合は(S232:no)、手動運転への切換を提案する処理(S234)は省略する。
また、ここでは、検査領域内に存在する周辺車両3について、手動運転車両の比率を検出するものとして説明したが、手動運転車両の比率を検出する場合には、検査領域よりも広い範囲で走行車両を検出し、それら走行車両の中での手動運転車両の比率を検出するようにしても良い。
【0040】
以上のようにして自動運転モードのデータを変更したら、
図3および
図4に示した自動運転モード設定処理を終了して、
図2の自動運転処理に復帰する。
こうすれば、自動運転処理では、自車両の周辺を走行する手動運転車両の有無に応じた自動運転モードで自動運転することができる。その結果、自動運転車両と手動運転車両とが混走する場合でも、互いの利点を消しあうことが抑制されるので、自動運転車両は自動運転による利点を、手動運転車両は手動運転による利点を、それぞれ享受することが可能となる。
【0041】
以上、本実施例について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。