(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-24
(45)【発行日】2023-02-01
(54)【発明の名称】自動運転支援装置
(51)【国際特許分類】
G08G 1/09 20060101AFI20230125BHJP
G08G 1/01 20060101ALI20230125BHJP
G08G 1/16 20060101ALI20230125BHJP
B60W 30/10 20060101ALI20230125BHJP
B60W 40/06 20120101ALI20230125BHJP
B60W 30/14 20060101ALI20230125BHJP
【FI】
G08G1/09 V
G08G1/01 E
G08G1/16 D
B60W30/10
B60W40/06
B60W30/14
(21)【出願番号】P 2018230984
(22)【出願日】2018-12-10
【審査請求日】2021-09-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社SUBARU
(74)【代理人】
【識別番号】110002907
【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100076233
【氏名又は名称】伊藤 進
(74)【代理人】
【識別番号】100101661
【氏名又は名称】長谷川 靖
(74)【代理人】
【識別番号】100135932
【氏名又は名称】篠浦 治
(72)【発明者】
【氏名】溝口 雅人
【審査官】白石 剛史
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/138768(WO,A1)
【文献】特開2018-109591(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G08G 1/09
G08G 1/01
G08G 1/16
B60W 30/10
B60W 40/06
B60W 30/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両に搭載されて該自車両の前方の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、
前記自車両を自動走行させるために地図ロケータ演算手段において設定した目標進行路の道路交通情報を外部交通管理装置から取得する交通情報取得手段と、
前記自車両を前記目標進行路に沿って走行させるための走行制御を実行する走行制御手段と
を有する自動運転支援装置において、
前記走行制御手段は、
前記目標進行路が本線から分岐車線方向に設定されているか否かを調べる進行路判定手段と、
前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報或いは前記交通情報取得手段で取得した前記道路交通情報に基づき前記分岐車線に連なる前記本線の入口手前に車線規制区間が設置されているか否かを調べる車線規制判定手段と、
前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報或いは前記交通情報取得手段で取得した前記道路交通情報に基づき前記分岐車線からの渋滞が前記本線に延びているか否かを調べる渋滞判定手段と、
前記進行路判定手段で前記目標進行路が前記分岐車線方向に設定されており、且つ前記車線規制判定手段で前記本線の入口手前に車線規制区間が設定されていると判定した場合は、前記自車両を前記車線規制区間が開始される手前から隣接する車線に車線変更させる車線変更制御手段と、
前記渋滞判定手段で前記分岐車線からの渋滞が前記本線に延びていると判定した場合、前記自車両に対
し渋滞最後尾の車両を先行車とする追従制御を実行させる渋滞時追従制御手段と
、
前記車線変更制御手段が、前記自車両を隣接する車線に車線変更させた後、前記車線規制区間を通過して前記分岐車線方向へ車線変更させるに際し、該分岐車線方向への進入が可能か否かを判定する分岐車線進入判定手段と
を備えることを特徴とする自動運転支援装置。
【請求項2】
前記走行制御手段は、
前記分岐車線進入判定手段で、前記分岐車線方向への進入が不可と判定された場合、前記自動走行を中止し、前記走行環境情報取得手段で取得した走行環境情報に基づいて前記自車両が走行している車線の走行を維持させる運転支援手段を更に有する
ことを特徴とする請求項
1記載の自動運転支援装置。
【請求項3】
前記渋滞時追従制御手段で実行される前記追従制御は、前記自車両を強制的に減速させるブレーキ制御を実行した後、前記渋滞最後尾の車両後方に向けて操舵制御を実行する
ことを特徴とする請求項
1記載の自動運転支援装置。
【請求項4】
前記車線変更制御手段は、前記進行路判定手段にて前記目標進行路が前記分岐車線を通過して前記本線方向に設定されていると判定され、且つ前記渋滞判定手段が前記分岐車線に連なる前記本線が渋滞していると判定した場合、前記渋滞最後尾の手前から隣接する車線への車線変更を実行させる
ことを特徴とする請求項1記載の自動運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自車両が走行中の本線に連なる分岐車線で発生している渋滞や分岐車線の入口付近に設置されている車線規制区間の情報を取得し、自車両の進行方向に応じた走行制御を行う自動運転支援装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自車両を自動運転で走行させるための目標進行路が、現在走行している車線(走行車線)から分岐車線方向に設定されている場合、自動運転支援装置は、先ず、自車両を分岐車線に接続している走行車線に車線変更させ、次いで、分岐車線側への車線変更を実行させる。
【0003】
その際、自動運転支援装置は分岐車線方向の道路交通情報(例えば、渋滞情報)を外部交通管理装置から取得し、渋滞列が走行車線まで連なっている場合は、自車両から渋滞列の最後尾までの距離が車線変更区間に達したときに車線変更させる。そして、先行車追従距離に達したときブレーキ制御により自車両を減速走行させて、最後尾の車両を先行車とする周知の追従車間距離制御(ACC:Adaptive Cruise Control)を行う。
【0004】
例えば、特許文献1(特開2013-50397号公報)の[
図7]には、自車両が右左折しようとする分岐点から渋滞が発生している場合、渋滞最後尾の手前で車線変更して、自車両を渋滞列の最後尾に追従させるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、渋滞列は低速で移動しているため、上述した文献に開示されているように、自車両を渋滞列の最後尾に近接させれば、最後尾の車両を先行車として追従車間距離制御(ACC制御)させることができるので目標進行路に沿った走行が可能となる。
【0007】
しかし、例えば、走行車線の分岐車線側に接続する入り口手前に、車線規制区間(事故処理区間、道路工事区間等)が設定されている場合、車線規制区間は目標進行路上の固定物であるため、ACC制御では、車線規制区画の開始位置を認識した際に、自車両を自動ブレーキ制御により減速させた後、車線規制区間の開始位置手前で停車してしまう。
【0008】
自車両が車線規制区間の開始位置手前で停車した後は、目標進行路に沿って走行させることができないため、自動運転が一時中止され、運転操作は運転者に引き継がせることになる。或いは、自車両が停車する手前での運転者による操舵オーバライドにて自動運転を一時中止させて、車線変更を行うことになる。
【0009】
そして、運転者のハンドル操作により自車両を車線規制区間に隣接する車線に車線変更させ、車線規制区間を迂回した後は、運転者のハンドル操作により分岐車線へ車線変更を行うことになる。
【0010】
自車両に搭載されている前方の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段が車線規制区間の開始位置を認識して、減速を開始する際は、運転者に対して、減速、停止、及び自動運転が中止される旨が音声やモニタの表示によって報知されるのみで、自動運転は中止されてしまう。そのため、運転者は自らのハンドル操作により車線規制区間を回避しなければならず、煩わしさを感じさせてしまう可能性がある。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑み、自車両の目標進行路が走行車線から分岐車線方向に設定されており、分岐車線手前の目標進行路上に車線規制区間が設置されている場合であっても、自動運転が中止されることなく、車線規制区間を迂回してスムーズに分岐車線方向へ導くことができ、運転者の感じる煩わしさを軽減させることのできる自動運転支援装置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】
【0012】
本発明は、自車両に搭載されて該自車両の前方の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、前記自車両を自動走行させるために地図ロケータ演算手段において設定した目標進行路の道路交通情報を外部交通管理装置から取得する交通情報取得手段と、前記自車両を前記目標進行路に沿って走行させるための走行制御を実行する走行制御手段とを有する自動運転支援装置において、前記走行制御手段は、前記目標進行路が本線から分岐車線方向に設定されているか否かを調べる進行路判定手段と、前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報或いは前記交通情報取得手段で取得した前記道路交通情報に基づき前記分岐車線に連なる前記本線の入口手前に車線規制区間が設置されているか否かを調べる車線規制判定手段と、前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報或いは前記交通情報取得手段で取得した前記道路交通情報に基づき前記分岐車線からの渋滞が前記本線に延びているか否かを調べる渋滞判定手段と、前記進行路判定手段で前記目標進行路が前記分岐車線方向に設定されており、且つ前記車線規制判定手段で前記本線の入口手前に車線規制区間が設定されていると判定した場合は、前記自車両を前記車線規制区間が開始される手前から隣接する車線に車線変更させる車線変更制御手段と、前記渋滞判定手段で前記分岐車線からの渋滞が前記本線に延びていると判定した場合、前記自車両に対し渋滞最後尾の車両を先行車とする追従制御を実行させる渋滞時追従制御手段と、前記車線変更制御手段が、前記自車両を隣接する車線に車線変更させた後、前記車線規制区間を通過して前記分岐車線方向へ車線変更させるに際し、該分岐車線方向への進入が可能か否かを判定する分岐車線進入判定手段とを備える。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、走行制御手段は、目標進行路が分岐車線方向に設定されており、且つ本線の入口手前に車線規制区間が設定されていると判定した場合は、自車両を車線規制区間が開始される手前から隣接する車線に車線変更させるようにしたので、自動運転が中止されることなく、車線規制区間を迂回してスムーズに分岐車線方向へ導くことができる。その結果、運転者の感じる煩わしさを軽減させることができる。
【0014】
又、分岐車線からの渋滞が本線に延びていると判定した場合、自車両に対し渋滞最後尾の車両を先行車とする追従制御を実行させるようにしたので、この場合においても、自動運転が中止されることなく、渋滞最後尾の車両に追従させることができるので、運転者の感じる煩わしさを軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】(a)は地図情報提供システムを示す概略構成図、(b)はダイナミックマップの概念を示す説明図
【
図3】運転支援制御処理ルーチンを示すフローチャート(その1)
【
図4】運転支援制御処理ルーチンを示すフローチャート(その2)
【
図5】運転支援制御処理ルーチンを示すフローチャート(その3)
【
図6】運転支援制御処理ルーチンを示すフローチャート(その4)
【
図7】目標進行路が走行車線から分岐車線方向に設定されている際の走行制御を示す説明図
【
図8】目標進行路として設定されている分岐車線方向が渋滞している際の走行制御を示す説明図
【
図9】目標進行路として設定されている分岐車線の入り口付近に車線規制区間が設定されている際の車線変更制御を示し、(a)は分岐車線方向へ車線変更するタイミングを示す説明図、(b)は分岐車線方向が渋滞しているときの車線変更するタイミングを示す説明図
【
図10】目標進行路として設定されている分岐車線の入り口付近に車線規制区間が設定されており、分岐車線方向へ車線変更できないときの走行制御を示す説明図
【
図11】目標進行路が直進であり、走行車線に接続する分岐車線方向が渋滞しているときの走行制御を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図1(a)に示す地図情報提供システムは、外部交通管理装置としてのクラウドサーバ1と各交通情報センタ2と基地局4とを有し、これらがインターネット5を介して接続されて構成されている。クラウドサーバ1は地図データベース1aを有し、この地図データベース1aにグローバルダイナミックマップ(グローバルDM)6が格納されている。クラウドサーバ1は、地図データベース1aに格納されているグローバルダイナミックマップ6の情報(地図情報)を、基地局4から各車両(図においては、自車両Mを代表として示す)に配信する。
【0017】
各交通情報センタ2は、民間、及び公共機関の管轄におかれ、時々刻々と変化する交通情報、及び環境情報を収集し、クラウドサーバ1に交通情報として送信する。例えば、民間の交通情報センタでは、契約している各車両から受信したプローブ交通情報(車速から生成される渋滞及び混雑情報、ワイパー使用頻度から天候情報等)を収集し、クラウドサーバ1に送信する。又、例えば、公共機関の交通情報センタは、道路に予め設置されている各種センサ、及び都道府県警察、道路交通管理者等から得られたた交通情報を収集してクラウドサーバ1に送信する。
【0018】
クラウドサーバ1は各交通情報センタ2から時系列に受信した交通情報をリアルタイムに処理し、グローバルダイナミックマップ6に記憶されている道路交通情報を逐次更新して統合管理する。
図1(b)に示すように、このグローバルダイナミックマップ6は、具体的には4階層の構造をなしており、最下層の静的情報階層6aを基盤として、その上に、自動走行をサポートするために必要な付加的地図情報が重畳されている。
【0019】
静的情報階層6aは、高精度3次元地図情報であり、路面情報、車線情報、交差点情報、3次元構造物、及び恒久的な規制情報等、変化の最も少ない静的な情報が格納された最下層の基盤情報層である。又、この静的情報階層6aに重畳される付加的地図情報は、3階層に区分されており、下位階層から順に、準静的情報階層6b、準動的情報階層6c、動的情報階層6dを有している。
【0020】
この各階層6a~6dは時間軸での変化(変動)度合いに応じて区分され、各階層6a~6dの情報は予め定めた期間(時間)毎に逐次更新される。すなわち、静的情報階層6aは変化が少ないため、1ヶ月以内の周期で更新される。又、準静的情報階層6bには、変化する事象の状態が事前に計画もしくは予測される情報であり、静的情報階層6aよりは情報の変化が多いが動的情報層の中では最も変化が少ない情報が格納される。例えば、工事による車線規制の予定や季節・イベント規制予定や渋滞予測や広域気象予報等である。この準静的情報は動的変化が少ないため、1時間以内の周期で更新される。
【0021】
準動的情報階層6cには、準静的情報階層6bよりも動的変化の多い、予定若しくは予測されていない突発的事象による情報が格納される。例えば、事故情報や渋滞情報、ゲリラ豪雨のような狭域気象情報である。この準動的情報は動的変化が多いため1分以内の周期で更新される。
【0022】
動的情報階層6dには、最も変化が多く、リアルタイムに更新する必要がある情報が格納され、車車間通信、路車間通信、歩車間通信により情報がリアルタイムに取得される。例えば、信号現示(点灯色)情報、踏切遮断機情報、交差点直進車情報、交差点内歩行者・自転車情報等である。この動的情報はリアルタイムに取得する必要があるため、1秒以内の周期で更新される。尚、グローバルダイナミックマップ6の各情報階層6a~6dに格納される情報の属性は例示であり、これに限定されるものではない。
【0023】
上述したクラウドサーバ1の地図データベース1aに格納されているグローバルダイナミックマップ6の情報は各基地局4から各車両に配信される。自車両Mには自動運転を行うための自動運転支援装置10が搭載されている。この自動運転支援装置10は、ロケータユニット11と、走行環境情報取得手段としてのカメラユニット21と車両制御ユニット23とを備えている。
【0024】
図2に示すように、ロケータユニット11は、地図ロケータ演算手段としての地図ロケータ演算部12と、HDD等の大容量記憶媒体からなる地図データベース17とを有している。この地図ロケータ演算部12、後述する前方走行環境認識部21d、車両制御ユニット23は、CPU,RAM,ROM等を備える周知のマイクロコンピュータ、及びその周辺機器で構成されており、ROMにはCPUで実行するプログラム等の固定データ等が予め記憶されている。又、地図データベース17にはローカルダイナミックマップ(ローカルDM)17aが格納されている。このローカルダイナミックマップ17aは、自車両Mを自動走行させるに際し必要とする一部地域のダイナミックマップであり、上述した
図1(b)に示すグローバルダイナミックマップ6と同様の階層構造を有している。
【0025】
又、地図ロケータ演算部12の入力側に、GNSS(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)受信機13、DM(ダイナミックマップ)送受信機14、自律走行センサ15、目的地情報入力装置16、及び後述するカメラユニット21の前方走行環境認識部21dが接続されている。
【0026】
GNSS受信機13は複数の測位衛星から発信される測位信号を受信する。DM送受信機14は、クラウドサーバ1にアクセスしてグローバルダイナミックマップ6に格納されている地図情報の送信を要求し、送信された地図情報を受信する。
【0027】
又、自律走行センサ15は、トンネル内走行等、GNSS衛星からの受信感度が低く測位信号を有効に受信することのできない環境において、自律走行を可能にするもので、車速センサ、ジャイロセンサ、及び前後加速度センサ等で構成されている。そして、地図ロケータ演算部12は、車速センサで検出した車速とジャイロセンサで検出した角速度、及び前後加速度センサで検出した前後加速度等に基づき移動距離と方位からローカライゼーションを行う。
【0028】
又、目的地情報入力装置16は、操作者である運転者に対して目的地情報(住所、電話番号、施設名等)をモニタ操作や音声等によって入力させる外部入力手段である。尚、地図ロケータ演算部12は目的地情報が入力されると、現在の自車位置から目的地までの走行経路を設定する。又、目的地情報入力装置16を操作して経由地を設定することもできる。
【0029】
地図ロケータ演算部12は、ローカルダイナミックマップ設定・更新部12a、自車位置推定演算部12b、走行経路/目標進行路設定演算部12c、及び道路地図情報取得部12dを備えている。
【0030】
ローカルダイナミックマップ設定・更新部12aは、クラウドサーバ1の地図データベース1aに格納されているグローバルダイナミックマップ6の静的情報階層6aを、所定周期(例えば、1ヶ月以内の周期)でダウンロードし、この静的情報階層6aで地図データベース17のローカルダイナミックマップ17aの静的情報階層を更新する。自動運転を行う際の自車位置から目的地までの走行経路は、基盤となる最下層の静的情報階層に基づいて設定される。従って、この静的情報階層は、静的情報階層6aで全て更新される。一方、準静的情報階層6b、準動的情報階層6c、動的情報階層6dの各動的情報は、後述する目標進行路に沿った情報のみで良いため、自車位置周辺及び目標進行路周辺に限定された一部地域の動的情報のみがダウンロードされる。
【0031】
自車位置推定演算部12bは、GNSS受信機13で受信した測位信号に基づき自車両Mの位置情報である位置座標(緯度、経度)を取得する。又、GNSS受信機13の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境では、自律走行センサ15からの信号に基づいて自車両Mの位置座標を推定する。
【0032】
走行経路/目標進行路設定演算部12cは、自車位置推定演算部12bで推定した自車両Mの位置座標(緯度、経度)と目的地情報入力装置16で入力した目的地情報(必要な場合は経由地情報)とに基づき、ローカルダイナミックマップ17aの静的情報階層6aとマップマッチングし、自車位置と目的地(経由地が設定されている場合は経由地)とを特定する。次いで、自車位置と目的地(経由地が設定されている場合は経由地を経由した)とを結ぶ走行経路を静的情報階層6aに基づいて作成する。
【0033】
その後、この走行経路上に自車両Mを本線101の走行車線101a(
図8~
図11参照)に沿って自動走行させるための目標進行路を、自車位置を起点として数キロ~数十キロ先までの予め設定された距離まで作成する。尚、目的地情報入力装置16から目的地情報が入力されていない場合は、車線維持(ALK:Active Lane Keep)制御が実行される直進車線を目標進行路として設定するようにしても良い。
【0034】
そして、ローカルダイナミックマップ設定・更新部12aに対し、自車位置周辺と目標進行路周辺との地図情報を要求する。すると、ローカルダイナミックマップ設定・更新部12aは、クラウドサーバ1にアクセスして、グローバルダイナミックマップ6の動的情報(準静的情報階層6b、準動的情報階層6c、動的情報階層6d)から対応する特定地域の地図情報をダウンロードし、ローカルダイナミックマップ17aの各情報階層を逐次更新する。
【0035】
道路地図情報取得部12dは、ローカルダイナミックマップ17aに格納されている自車位置周辺と目標進行路周辺との静的情報階層に準静的情報階層6b、準動的情報階層6c、動的情報階層6dを組み合わせて、自車位置周辺と目標進行路周辺とのダイナミックマップを構築する。
【0036】
一方、カメラユニット21は、自車両Mの車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ21a及びサブカメラ21bからなる車載カメラ(ステレオカメラ)と、画像処理ユニット(IPU)21c、及び前方走行環境認識部21dとを有している。そして、両カメラ21a,21bで取得した自車両Mの前方の走行環境情報を、IPU21cで所定に画像処理する。
【0037】
前方走行環境認識部21dは、IPU21cで画像処理された走行環境画像情報を読込み、この走行環境画像情報に基づき前方走行環境を認識する。この前方走行環境には、自車両Mが走行する進行路(自車進行路)の道路形状(左右を区画する区画線の中央の道路曲率、及び左右区画線間の幅(車線幅))、交差点、信号現示(点灯色)、道路標識、及び路側障害物(電柱、電信柱、ガードレール、塀、駐車車両等)が含まれている。
【0038】
この前方走行環境認識部21dで認識した前方走行環境は、ローカルダイナミックマップ設定・更新部12aで読込まれ、地図データベース17のローカルダイナミックマップ17aに格納されている動的情報(準静的情報階層、準動的情報階層、動的情報階層)の地図情報をリアルタイムに更新する。従って、道路地図情報取得部12dで読込まれる自車位置周辺と目標進行路周辺とのダイナミックマップには、カメラユニット21の前方走行環境認識部21dで取得した情報(目標進行路となっている分岐車線102の方向から本線101の走行車線101aに伸びている渋滞が解消している、車線規制が既に解除されている、車線規制に伴う渋滞が解消している、或いは渋滞最後尾が自車両M側に延びている等)によっても逐次更新されるため、常に最新の道路地図情報が取得される。
【0039】
又、車両制御ユニット23は、交通情報取得手段としての道路交通情報取得部23aと走行制御手段としての車両制御演算部23bとを備えており、入力側にカメラユニット21の前方走行環境認識部21dが接続されている。一方、この車両制御ユニット23の出力側に、自車両Mを本線101の走行車線101aに沿って設定した目標進行路に沿って走行させる操舵制御部31、強制的なブレーキ制御により自車両Mを減速させるブレーキ制御部32、自車両Mの車速を制御する加減速制御部33、及び、モニタ、スピーカ等、運転者に対して運転モードの切り替わり等を視覚的、聴覚的に報知する報知装置34が接続されている。更に、この車両制御ユニット23と地図ロケータ演算部12とが車内通信回線(例えばCAN:Controller Area Network)を通じて双方向通信自在に接続されている。
【0040】
道路交通情報取得部23aは、道路地図情報取得部12dで構築した目標進行路上のダイナミックマップ(ローカルダイナミックマップ)から環境情報としての道路交通情報(自車両M周辺の通行車両、前方交差点、信号現示(点灯色)、道路標識、路側障害物等、及び、工事、事故等による車線規制区間の位置情報、渋滞情報等)を取得する。
【0041】
車両制御演算部23bは、操舵制御部31、ブレーキ制御部32、加減速制御部33を所定に制御して、自車両を目標進行路に沿って自動走行させる。その際、道路地図情報取得部12dで目標進行路上に構築したローカルダイナミックマップ、及び、前方走行環境認識部21dで認識した前方走行環境に基づき、ACC制御、及びALK制御を行い、先行車が検出された場合は先行車に追従し、先行車が検出されない場合はセット車速(但し、上限は制限速度)で走行させる。
【0042】
又、この車両制御演算部23bは、道路交通情報取得部23aで取得した自車位置周辺と目標進行路周辺との道路交通情報に基づき、自車両Mを走行車線101aに沿って自動走行させる目標進行路が、当該走行車線101aと本線出口、或いは他の本線とを接続する分岐車線102の方向に設定されている場合、自車両Mを走行車線101aから分岐車線102の方向へ車線変更させるタイミングを演算する。
【0043】
その際、
図8に示すように分岐車線102に渋滞が発生しており、その最後尾の車両が本線101の走行車線101a側に続いている場合、自車両Mは最後尾の車両を先行車PeとしてACC制御を実行させる。更に、分岐車線102の入口手前の走行車線101aに車線規制区間103a(
図9参照)が設置されている場合は、当該車線規制区間103aの開始位置を基準として、隣接車線(
図8においては追越車線101b)への車線変更タイミングが設定される。尚、自車両Mが追越車線101bから分岐車線102へ車線変更するには、
図9(a),(b)に示すように、先ず、走行車線101aに車線変更し、その後、分岐車線102側へ車線変更する。従って、同図に示すように、分岐車線102の入口先にも車線規制区間103bが設置されている場合は、両車線規制区間103a,103b間の間隔(設置間隔)L5が、自車両Mが走行車線101aから分岐車線102側へ車線変更できる距離を有している必要がある。
【0044】
車両制御演算部23bで実行する自車両Mに対する運転支援は、具体的には、
図3~
図6に示す運転支援制御処理ルーチンに従って行われる。尚、以下においては、左側通行が規定されている本線101、及び本線101が走行車線101aと追越車線101bとの
二車線である場合を例示して説明する。従って、右側通行が規定されている道路(本線101)では、右側を左側と、
左側を右側と読み替えて適用する。又、三車線の場合は、追越車線101bを中央走行車線101bと読み替えて適用する。
【0045】
このルーチンでは、先ず、ステップS1で、地図ロケータ演算部12の走行経路/目標進行路設定演算部12cで設定した目標進行路を読込む。次いで、ステップS2へ進み、道路交通情報取得部23aで取得した自車位置周辺と目標進行路周辺の道路交通情報(自車両M周辺の通行車両、路側障害物、及び、工事、事故等による車線規制区間の位置情報、渋滞情報等)を読込む。
【0046】
その後、ステップS3へ進み、目標進行路が、自車両Mが現在走行している本線101と他の本線とを接続するジャンクションや、当該本線101に接続する出口車線等の分岐車線102方向に設定されているか否かを調べる。そして、分岐車線102方向に設定されている場合は、ステップS4へ進む。又、目標進行路が分岐車線102を通過して直進方向に設定されている場合はステップS26へジャンプする。尚。このステップS3での処理が、本発明の進行路判定手段に対応している。
【0047】
以下においては、先ず、目標進行路が分岐車線方向に設定されている場合について説明し、その後、直進方向に設定されている場合について説明する。
【0048】
ステップS4へ進むと、ステップS2で読込んだ道路交通情報に基づいて分岐車線が渋滞しているか否かを調べる。上述したように目標進行路は自車両Mの現在位置から数キロ~数十キロ先まで設定されており、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報では認識することのできない分岐車線102の渋滞情報を、この道路交通情報に基づいてリアルタイムに判定する。そして、分岐車線102が渋滞していると判定した場合はステップS5へ進む。又、渋滞していないと判定した場合はステップS10へ分岐する。尚、このステップS4での処理が、本発明の渋滞判定手段に対応している。
【0049】
自車両Mの目標進行路に設定されている分岐車線方向が渋滞していると判定して、ステップS5へ進むと、自車両Mと目標地点までの到達距離(道のり距離)L1がブレーキ制御開始距離L2(
図8参照)に達したか否かを調べる。ブレーキ制御開始距離L2は渋滞最後尾の車両(Pe)に対して自車両Mがブレーキ制御を開始する距離である。
【0050】
又、目標地点は自車両Mが到達しようとする目標位置であり、ステップS5では渋滞最後尾の車両(Pe)が対象に設定される。更に、到達距離L1はカメラユニット21で取得した走行環境画像情報から求める。その際、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報から渋滞最後尾の車両(Pe)が未だ認識できない場合は、地図ロケータ演算部12の自車位置推定演算部12bで推定した自車両Mの位置座標と道路交通情報から取得した渋滞最後尾の車両(Pe)の位置座標とに基づいて到達距離L1を算出する。
【0051】
そして、到達距離L1がブレーキ制御開始距離L2に到達していない場合は(L1>L2)、そのままルーチンを抜ける。尚、渋滞最後尾の車両の位置は時々刻々と変化し、自車両Mが分岐車線102の入口に到達した際には、渋滞が解消されている場合もある。逆に渋滞最後尾の車両(Pe)が分岐車線102の入口から走行車線101aの手前方向へ更に延びている場合もある。
【0052】
そのため、到達距離L1は、演算周期毎に最新の道路交通情報に基づいて算出する。尚、渋滞最後尾の車両(Pe)と自車両Mとの間に先行車が走行している場合、自車両Mは当該先行車に対してACC制御が実行される。
【0053】
そして、到達距離L1がブレーキ制御開始距離L2に到達した場合(L1≦L2)、ステップS6へ進み、渋滞ブレーキ制御を実行して、ステップS7へ進む。渋滞ブレーキ制御は、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づいて実行され、渋滞最後尾の車両との間が予め設定した追従車間距離となるまでブレーキ制御部32,加減速制御部33を動作させて減速させる。
【0054】
そして、ステップS7へ進むと、自車両Mが渋滞最後尾の先行車Peに対して予め設定した追従車間距離に到達したか否かを調べ、未だ、到達していない場合はルーチンを抜ける。一方、追従車間距離に到達した場合は、ステップS8へ進み、渋滞ブレーキ制御を終了し、ステップS9へ進む。ステップS9では、走行制御をステップS8で実行したブレーキ制御から渋滞時追従車間距離制御に引き継がせた後、ルーチンを抜ける。尚、ステップS6~S9での処理が、本発明の渋滞時追従制御手段に対応している。
【0055】
図8に示すように、一般に、分岐車線102の方向へ車線変更しようとする渋滞車両は、走行車線101aの左寄りに車列をなし、前の車に続いてノロノロ運転(短時間に停車と発進を繰り返す走行)が行われる。渋滞時追従車間距離制御は、このノロノロ運転時に行われる追従走行である。具体的には、操舵制御部31、ブレーキ制御部32,加減速制御部33を動作させて、自車両Mが渋滞最後尾の車両を先行車Peとし、この先行車Peに向けて車幅方向中央を自車両Mの車幅方向中央に一致させる操舵制御を実行する。
【0056】
このように、目標進行路が走行車線101aから分岐車線102方向へ設定されており、この分岐車線102が渋滞しており、その最後尾の車両(Pe)が走行車線101aの方向へ延びている場合には、渋滞時追従車間距離制御により渋滞最後尾の車両(Pe)に対して追従走行させて、自動運転を継続させるようにしたので、良好な走行性能を得ることができる。
【0057】
一方、上述したステップS4で、分岐車線102は渋滞していないと判定されてステップS10へ分岐すると、自車両Mが分岐車線102に連なる車線を走行しているか否かを調べる。自車両Mが何れの車線を走行しているかは、自車位置推定演算部12bで推定した自車両Mの位置座標を、ステップS2で読込んだ道路地図情報にマップマッチングすることで特定できる。そして、道路地図上に設定されている目標進行路と自車両Mの走行車線とを照合することで、自車両Mの走行している車線が分岐車線102に連なる車線か否かを調べることができる。この場合、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づいて、自車両Mが走行している車線を認識するようにしても良い。
【0058】
例えば、
図7に示すように本線101が二車線であり、走行車線101aに分岐車線102が接続されている場合、分岐車線102に連なる車線は走行車線101aとなり、隣接する車線は追越車線101bとなる。以下、便宜的に、分岐車線102に連なる、本線101の車線を「走行車線101a」、隣接する車線を「追越車線101b」として説明する。
【0059】
自車両Mが走行車線101aから分岐車線102へ車線変更する場合、矢印で示すように、1回の進路変更で車線変更を行うことができる。これに対し、
図9に示すように、自車両Mが追越車線101bから分岐車線102方向へ車線変更しようとした場合、一度走行車線101aを走行する必要があるため、進路変更は2回必要となる。その結果、車線変更に要する距離が、走行車線101aを走行している場合よりも追越車線101bを走行している場合は長くなる。
【0060】
又、
図9に示すように、自車両Mが走行車線101aを走行している場合であっても、分岐車線102の入口手前に車線規制区間103aが設置されている場合、自車両Mは追越車線101b側へ一度車線変更して車線規制区間103aを迂回した後、分岐車線102方向へ車線変更する必要がある。そのため、ステップS10において、先ず、自車両Mが走行している車線を把握し、その後の処理において分岐車線102の方向へスムーズに車線変更できるようにする。
【0061】
そして、自車両Mは走行車線101aを走行していると判定した場合は、ステップS11へ進む。又、走行車線101a以外の車線(
図7では追越車線101b)を走行していると判定した場合は、ステップS16へ分岐する。
【0062】
ステップS11へ進むと、分岐車線102の入口手前の走行車線101aに、事故処理や道路工事等のために車線規制を行っている区間(車線規制区間)103aが設置されているか否かを、上述のステップS2で読込んだ道路交通情報に基づいて調べる。そして、車線規制区間103aが設置されていると判定した場合、ステップS12へ進む。又、車線規制区間103aは設置されていないと判定した場合は、ステップS14へ分岐する。尚、このステップS11での処理が、本発明の車線規制判定手段に対応している。
【0063】
ステップS12へ進むと、自車両Mと目標地点までの到達距離(道のり距離)L1が分岐車線102への車線変更のためのブレーキ制御開始距離L2に到達したか否かを調べる。
図7に示すように、この目標地点は、ステップS12では分岐車線102への車線変更を開始する地点であり、ステップS2で読込んだ道路地図情報に登録されている。又、ブレーキ制御開始距離L2は、この目標地点を基準として走行車線101aに設定された、車線変更のためのブレーキ制御を開始する距離である。
【0064】
そして、到達距離L1がブレーキ制御開始距離L2に達していない場合は(L1>L2)、そのままルーチンを抜ける。その後、到達距離L1がブレーキ制御開始距離L2に到達すると(L1≦L2)、ステップS13へ進み、分岐車線102への車線変更を開始するための車線変更制御を実行して、ルーチンを抜ける。
【0065】
車両制御演算部23bで実行される車線変更制御は、自車両Mがブレーキ制御開始距離L2に達した際に、先ず、左ウインカ(図示せず)を点滅させた後、ブレーキ制御部32、及び加減速制御部33を動作させて、目標地点(L1=0)で車線変更可能な車速に達するまで減速させる。次いで、加減速制御部33、及び操舵制御部31を動作させて、自車両Mを分岐車線102方向へ目標進行路に沿って走行させる。尚、車線変更制御が終了した後は、目標進行路に沿った通常の自動運転が行われる。
【0066】
又、ステップS11で分岐車線102の入口手前の走行車線101aに車線規制区間103aが設置されていると判定されて、ステップS14へ分岐すると、自車両Mと目標地点までの到達距離L1が追越車線101bへの車線変更開始距離L3に到達したか否かを調べる。
図9に示すように、この目標地点は車線規制区間103aの開始位置に設定されおり、車線変更開始距離L3は目標地点を基準として設定された固定値(例えば、100~200[m])であってもよいが、自車両Mの車速に基づいて設定する可変値であっても良い。尚、この車線規制区間103aの開始位置は、ステップS2で読込んだ道路地図情報から取得する。
【0067】
そして、到達距離L1が車線変更開始距離L3に到達していない場合は(L1>L3)、そのままルーチンを抜ける。その後、到達距離L1が車線変更開始距離L3に到達すると(L1≦L3)、ステップS15へ進み、追越車線101bへの車線変更を開始するための車線変更制御を実行して、ルーチンを抜ける。この車線変更制御は、車線変更前のウインカ点滅時間から追越車線101bへの車線変更が完了するまでの一連の制御である。即ち、車両制御演算部23bは、先ず、自車両Mが走行車線101aを走行している状態で追越車線101b側のウインカを所定時間(例えば3[sec])点滅させて、周辺の車両に車線変更を報知した後、各制御部31~33に対し、自車両Mを追越車線101b側へ車線変更させるための制御信号を送信し、車線変更を実行させる。尚、
図9の符号M’は車線変更後の自車両を示している。尚、ステップS12,S13、ステップS14,S15、及び後述するステップS28~S31での処理が、本発明の車線変更制御手段に対応している。
【0068】
一方、ステップS10で自車両Mが走行車線101a以外の車線(
図9では追越車線101b)を走行していると判定されてステップS16へ分岐すると、到達距離L1が分岐車線102側への車線変更開始距離L4に到達したか否かを調べる。車線変更開始距離L4は、自車両(M’)が走行している車線(
図9では追越車線101b)において、車線変更前のウインカ点滅時間及び各制御部31~33により車線変更を完了させるまでの制御に必要な距離である。
【0069】
その際、
図9(a)示すように分岐車線102側が渋滞していない場合、車線変更開始距離L4は、分岐車線102の入口に設定した所定目標地点を車線変更完了位置とし、現在の車速とレーン毎の車線変更に要する距離と目標地点での目標車速とに基づいて設定される。又、同図(b)に示すように、分岐車線102の入口辺りが渋滞している場合、車線変更開始距離L4は最後尾の車両(Pe)の位置を基準として、この車両(Pe)に対し追従車間距離を有して停車できる距離を、現在の車速とレーン毎の車線変更に要する距離とに基づいて設定される。尚、上述した目標地点は、ステップS2で読込んだ道路交通情報に基づいて設定する。又、渋滞最後尾の車両(Pe)の位置は、ステップS2で読込んだ道路交通情報、或いはカメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づいて設定する。
【0070】
ところで、追越車線101bから分岐車線102へ車線変更するに際し、走行車線101aを斜めに横断することは禁止されており、レーン毎に車線変更を行う必要がある。例えば、
図9に示すように、追越車線101bから分岐車線102の方向へ車線変更するに際しては走行車線101aを通過する必要がある。従って、先ず、追越車線101bから走行車線101aへの車線変更制御を実行し、次いで、走行車線101aから分岐車線102への車線変更制御を実行する。そのため、車線変更開始距離L4は、車線変更に要する距離を、通過するレーン毎に加算することになる。
【0071】
そして、到達距離L1が未だ車線変更開始距離L4に到達していない場合は(L1>L4)、そのままルーチンを抜ける。一方、到達距離L1が車線変更開始距離L4に到達した場合(L1≦L4)、ステップS17へ進む。ステップS17へ進むと、自車両Mの分岐車線102への進入が可能か否かを調べる。尚、このステップでの処理が、本発明の分岐車線進入判定手段に対応している。
【0072】
上述したように、車線変更はレーン毎に行う必要があるため、追越車線101bから分岐車線102へ車線変更するに際しては、走行車線101aを一旦走行させる必要がある。
【0073】
従って、
図9に示すように、分岐車線102の入口の手前と先に車線規制区間103a,103bが設置されている場合、この設置間隔L5が車線変更に要する距離に余裕距離を加算した値(以下、「必要車線変更距離」)よりも長い場合は、分岐車線102への進入が可能である。これに対し、
図10に示すように、設置間隔L5が必要車線変更距離よりも短い場合、自動運転による車線変更は困難になる。尚、必要車線変更距離は、分岐車線102へ進入する際の目標車速に基づいて設定する。従って、目標車速が固定値であれば車線変更に要する距離も固定値となる。又、この設置間隔L5は、ステップS2で読込んだ道路交通情報、或いはカメラユニット21で取得した走行環境画像情報から算出する。
【0074】
そして、必要車線変更距離が設置間隔L5よりも短い場合、自車両Mの分岐車線102への進入は可能と判定し、ステップS18へ進む。又、必要車線変更距離が設置間隔L5よりも長い場合、自車両Mは分岐車線102方向への進入は不可と判定し、ステップS22へ分岐する。
【0075】
ステップS18へ進むと、追越車線101bから分岐車線102方向への車線変更制御を実行してステップS19へ進む。車両制御演算部23bで実行される車線変更制御は、先ず、左ウインカ(図示せず)を点滅させた後、操舵制御部31、ブレーキ制御部32、及び加減速制御部33を動作させて、走行車線101aへの車線変更を行う。次いで、再度、左ウインカ(図示せず)を点滅させ、操舵制御部31、ブレーキ制御部32、及び加減速制御部33を動作させて、分岐車線102への車線変更を行う。
【0076】
その後、ステップS19へ進むと、分岐車線102で追従対象となる先行車Peを検出したか否かを調べる。先行車Peの検出はカメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づいて行う。そして、追従対象となる先行車Peが検出されないと判定した場合は、ステップS20へ進み、車線変更制御を終了してルーチンを抜ける。その結果、目標進行路に沿って走行させる通常の自動運転が行われる。
【0077】
このように、自車両Mの目標進行路が走行車線101aから分岐車線102方向に設定されており、且つ、分岐車線102手前の目標進行路上に車線規制区間103aが設置されている場合であっても、自動運転を継続した状態で、車線規制区間103aを迂回し、自車両Mを分岐車線102方向へスムーズに導くことができる。自動運転を中止することなく迂回制御が行われるため、運転者の感じる煩わしさを軽減させることができる。
【0078】
又、ステップS19で、追従対象となる先行車Peを検出したと判定した場合は、ステップS21へ進み、ACC制御を実行してルーチンを抜ける。
【0079】
一方、ステップS17で分岐車線102方向への進入が困難と判定されてステップS22へ分岐すると、自動運転を中止してステップS23へ進む。ステップS23では、地図ロケータ演算部12に対し、現在の自車両Mの位置から目的地(経由地が設定されている場合は経由地を経由した目的地)までの走行経路を再生なさせる指令を送信し、ステップS24へ進む。
【0080】
ステップS24では、運転モードを、ALK制御及びACC制御による運転支援に切り替えて、ステップS25へ進む。尚、運転モードが自動運転から運転支援に切り替わる際には、その旨、及びハンドルを把持させる旨の指示を運転者に対し報知装置34から報知される。又、ステップS22~S24での処理が、本発明の運転支援手段に対応している。
【0081】
又、運転モードが運転支援(ALK制御、ACC制御)に切り替わると、車両制御演算部23bは、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づき、自車両Mが現在走行している追越車線101b(
図10参照)の左右を区画する区画線を認識し、この左右区画線の中央を走行するように各制御部31~33へ制御信号を送信する(ALK制御)。
【0082】
又、先行車Peを検出した場合は、所定車間距離を維持した状態で追従走行させ、先行車Peが検出されない場合はセット車速で走行させる(ACC制御)。尚、車線規制区間103bを通過した後、運転者のハンドル操作により走行車線101aへ車線変更させることができる。この場合、運転者が走行車線側のウインカを点滅させることにより車線変更の意思を示すことで、車両制御演算部23bは車線変更を自動的に行うようにしても良い。
【0083】
ステップS25では、地図ロケータ演算部12にて新たな走行経路が生成されるまで、ステップS24を繰り返し実行させ、新たな走行経路が生成された場合、ルーチンを抜ける。車両制御演算部23bは、新たな走行経路が生成された場合は、運転者に対し、自動運転を再開する旨を報知装置34から報知した後、運転モードを自動運転に切り替える。
【0084】
又、上述したステップS3で、目標進行路が分岐車線102を通過して直進方向に設定されていると判定されて、ステップS26へ分岐すると、ステップS2で読込んだ道路交通情報、或いはカメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づき、前方の目標進行路が渋滞しているか否かを調べる。そして、渋滞が検出されない場合は、そのままルーチンを抜ける。
【0085】
このように、分岐車線102の入口の走行車線101aに車線規制区間103a,103bが設置されており、その設置間隔L5が自車両Mを自動運転により分岐車線102方向へ車線変更させる必要車線変更距離よりも短い場合、自動運転を一時中止して、追越車線101bを直進させる運転支援(ALK制御、ACC制御)に切り替えるようにしたので、運転支援により自車両Mの走行を継続させることができ、良好な運転性能を得ることができる。
【0086】
一方、渋滞が検出された場合は、ステップS27へ進む。ステップS27では、渋滞が分岐車線102側から延びているか否かを、ステップS2で読込んだ道路交通情報に基づいて調べる。そして、分岐車線102方向の渋滞である場合はステップS28へ進む。一方、本線101の渋滞である場合は、ステップS5へ戻り、最後尾の車両を先行車Peとする渋滞時追従車間距離制御を実行させる。
【0087】
又、ステップS28へ進むと、自車両Mの目標位置までの到達距離L1が隣接車線(追越車線101b)への車線変更開始距離L3に到達したか否かを調べる。この目標値は、渋滞最後尾の車両(Pe)である。尚、この車線変更開始距離L3は固定値(例えば、100~50{m])であってもよいが、自車両Mの車速に基づいて設定する可変値であっても良い。又、渋滞最後尾の車両(Pe)の位置は、ステップS2で読込んだ道路交通情報に基づいて求めるが、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報から求めることができる場合は、最新の走行環境画像情報に基づいて、自車両Mとの距離を算出する。
【0088】
そして、到達距離L1が車線変更開始距離L3に未だ到達していない場合は(L1>L3)、そのままルーチンを抜ける。一方、到達距離L1が車線変更開始距離L3に到達した場合は(L1≦L3)、ステップS29へ進む。
【0089】
ステップS29では、隣接車線(追越車線101b)への車線変更制御を実行してステップS30へ進む。車両制御演算部23bで実行される車線変更制御では、先ず、追越車線101b側のウインカを所定時間(例えば3[sec])点滅させて、周辺の車両に車線変更を報知した後、各制御部31~33に対し、自車両Mを追越車線101b側へ車線変更させるための制御信号を送信し、車線変更を実行させ、追越車線101bを走行させる(
図11の矢印r1)。
【0090】
次いで、ステップS30へ進み、追越車線101bを走行中に、本線101に延びている渋滞列を通過したか否かを、カメラユニット21で取得した走行環境画像情報に基づいて調べる。そして、渋滞列を通過するまでステップS29を繰り返し実行し、渋滞列を通過した後、ステップS31へ進む。ステップS31では、自車両Mを追越車線102から元車線(走行車線101a)へ戻す車線変更制御を実行してルーチンを抜ける。
【0091】
車両制御演算部23bで実行される車線変更制御は、先ず、走行車線101a側のウインカを所定時間(例えば3[sec])点滅させ、その後、各制御部31~33に対し、自車両Mを走行車線101a側へ車線変更させるための制御信号を送信し、車線変更を実行させる(
図11の矢印r2)。そして、走行車線101aへの車線変更が完了した後は、予め設定されている目標進行路に沿った自動運転を再開させる。
【0092】
その結果、
図11に一点鎖線で示す走行車線101aに設定されている本来の目標進行路に対し、追越車線101bを通行する迂回ルートr1,r2が自動的に設定されるため、自動運転が中止されることなく、渋滞列を迂回して自動運転を継続させることができる。
【0093】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えばステップS4において分岐車線102の渋滞を検出した場合、道路交通情報に基づき当該渋滞列の流れを算出すると共に、地図ロケータ演算部12に対して分岐車線102を通過させた新たな走行経路を生成させ、目的地(或いは経由地)への到着時間が早いほうを走行経路として選択させるようにしても良い。
【符号の説明】
【0094】
1…クラウドサーバ、
1a…地図データベース、
2…交通情報センタ、
4…基地局、
5…インターネット、
6…グローバルダイナミックマップ、
6a…静的情報階層、
6b…準静的情報階層、
6c…準動的情報階層、
6d…動的情報階層、
10…自動運転支援装置、
11…ロケータユニット、
12…地図ロケータ演算部、
12a…ローカルダイナミックマップ設定・更新部、
12b…自車位置推定演算部、
12c…走行経路/目標進行路設定演算部、
12d…道路地図情報取得部、
13…GNSS受信機、
14…ダイナミックマップ送受信機、
15…自律走行センサ、
16…目的地情報入力装置、
17…地図データベース、
17a…ローカルダイナミックマップ、
21…カメラユニット、
21a…メインカメラ、
21b…サブカメラ、
21c…画像処理ユニット、
21d…前方走行環境認識部、
23…車両制御ユニット、
23a…道路交通情報取得部、
23b…車両制御演算部、
31…操舵制御部、
32…ブレーキ制御部、
33…加減速制御部、
34…報知装置、
101…本線、
101a…走行車線、
101b…追越車線、
102…分岐車線、
103a,103b…車線規制区間、
L1…到達距離、
L2,L3…車線変更開始距離、
L4…車線変更開始距離、
L5…設置間隔、
M…自車両、
Pe…先行車、
r1,r2…迂回ルート