(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】2023-04-11
(45)【発行日】2023-04-19
(54)【発明の名称】車両走行制御装置及び車両走行制御方法
(51)【国際特許分類】
B60W 30/10 20060101AFI20230412BHJP
B60W 30/165 20200101ALI20230412BHJP
B60W 60/00 20200101ALI20230412BHJP
G08G 1/16 20060101ALI20230412BHJP
【FI】
B60W30/10
B60W30/165
B60W60/00
G08G1/16 C
(21)【出願番号】P 2021109483
(22)【出願日】2021-06-30
【審査請求日】2021-08-24
(73)【特許権者】
【識別番号】510084297
【氏名又は名称】株式会社ブロードリーフ
(74)【代理人】
【識別番号】100088580
【氏名又は名称】秋山 敦
(74)【代理人】
【識別番号】100195453
【氏名又は名称】福士 智恵子
(74)【代理人】
【識別番号】100205501
【氏名又は名称】角渕 由英
(72)【発明者】
【氏名】平野 喜丈
【審査官】竹村 秀康
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/211708(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/147041(WO,A1)
【文献】特開2018-124932(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60W 10/00-10/30
B60W 30/00-60/00
G08G 1/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、
前記自車両の周囲における環境情報を取得する環境情報取得部と、
前記自車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
走行予定経路における前記自車両の走
行において対象となる対象車両の位置情報を受信する通信部と、
前記環境情報
と前記自車両の位置情報とに基づいて
、前記自車両の運転制御を行う運転制御部と、
前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第1の判定部と、
前記自車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第2の判定部と、
前記通信部によって受信した前記対象車両の位置情報に基づき、前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する第3の判定部と、
前記自車両の新たな走行予定経路を設定する走行予定経路設定部と、備え、
前記運転制御部は、前記対象車両の位置情報をもとに特定される前記自車両の位置情報と前記環境情報とに基づき、前記対象車両に相対して前記自車両を走行させる相対運転制御を行い、
前記走行予定経路設定部は、
前記運転制御部によって前記相対運転制御が行われている場合において、
前記第1の判定部によって前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したと判定され、
前記第2の判定部によって前記自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定されたときに、前記環境情報
と前記自車両の位置情報
と前記対象車両の位置情報とに基づいて前記自車両の
走行予定経路となる新たな走行予定経路を設定
し、
前記第3の判定部によって前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したと判定されたときには、前記第1の判定部及び前記第2の判定部による判定結果を問わず、前記自車両の走行予定経路へと導くまでの新たな走行予定経路を設定し、
前記運転制御部は、前記走行予定経路設定部によって前記新たな走行予定経路が設定されたと
き、前記相対運転制御に代えて、前記自車両を前記新たな走行予定経路に沿って前記環境情報
と前記自車両の位置情報とに基づき自
律走行させる自律運転制御を行
う、車両走行制御装置。
【請求項2】
前記第1の判定部は
、前記対象車両が停止したか否か
を判定し、
前記第2の判定部は
、前記自車両が前記対象車両を追い越すための走行予定経路を走行することが可能か否かを、前記
自車両における環境情報
と前記自車両の位置情報
と前記対象車両の位置情報とに基づいて判定す
る、請求項
1に記載の車両走行制御装置。
【請求項3】
前記第1の判定部は、前記運転制御部によって前記自律運転制御が行われ、前記自車両が前記対象車両を追い越すために前記新たな走行経路に沿って走行しているときに
、停止し
ている前記対象車両が走行開始し
ているか否か
を判定し、
前記運転制御部は、前記第1の判定部によって対象車両が走行開始し
ていると判定されたと
き、前記自車両が前記相対運転制御を行うことが可能な位置まで移動するよう
に前記自律運転制御を行
う、請求項
2に記載の車両走行制御装置。
【請求項4】
前記走行予定経路設定部は、
前記自車両が前記対象車両よりも後方位置にいるときに、前記自車両の現在の走行位置と、前記対象車両の横に並ぶ第1の走行予定位置とを結ぶ第1の走行予定経路を設定し、
前記自車両が前記対象車両の横に並ぶ位置に到達したときに、前記自車両の現在の走行位置と、前記対象車両よりも前方に位置する第2の走行予定位置とを結ぶ第2の走行予定経路を設定し、
前記自車両が前記対象車両よりも前方位置に到達したときに、前記自車両の現在の走行位置を基準とした第3の走行予定経路を設定す
る、請求項1に記載の車両走行制御装置。
【請求項5】
前記車両走行制御装置は、
前記自車両に搭載されたGNSS受信機を通じて取得したGNSS情報を用いた単独測位によって前記自車両の絶対位置を算出する絶対位置算出部と、
外部から取得した、相対測位に必要なGNSS補正情報を用いた相対測位によって前記自車両の相対位置を算出する相対位置算出部と、
前記相対位置を用いて前記自車両の現在位置を特定する位置特定部と、
前記自車両の走行を操作する操作装置に向けて前記自車両の現在位置の情報を送信する前記通信部と、を備え、
前記位置情報取得部は、前記通信部によって送信された前記自車両の現在位置を位置情報として取得する、請求項1に記載の車両走行制御装置。
【請求項6】
自車両の走行を制御するコンピュータによって実行される車両走行制御方法であって、
前記コンピュータが、
前記自車両の周囲における環境情報を取得する
環境情報取得ステップと、
前記自車両の位置情報を取得する
位置情報取得ステップと、
走行予定経路における前記自車両の走
行において対象となる対象車両の位置情報を受信する
通信ステップと、
前記環境情報
と前記自車両の位置情報とに基づいて
、前記自車両の運転制御を行う
運転制御ステップと、
前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する
第1の判定ステップと、
前記自車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する
第2の判定ステップと、
前記通信ステップによって受信した前記対象車両の位置情報に基づき、前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する第3の判定ステップと、
前記自車両の新たな走行予定経路を設定する走行予定経路設定ステップと、を実行し、
前記運転制御ステップでは、前記対象車両の位置情報をもとに特定される前記自車両の位置情報と前記環境情報とに基づき、前記対象車両に相対して前記自車両を走行させる相対運転制御を行い、
前記走行予定経路設定ステップでは、
前記運転制御ステップによって前記相対運転制御が行われている場合において、
前記第1の判定ステップによって前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したと判定され、
前記第2の判定ステップによって前記自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定されたときに、前記環境情報と、前記自車両の位置情報と、前記対象車両の位置情報とに基づいて前記自車両の
走行予定経路となる新たな走行予定経路を設定
し、
前記第3の判定ステップによって前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したと判定されたときには、前記第1の判定ステップ及び前記第2の判定ステップによる判定結果を問わず、前記自車両の走行予定経路へと導くまでの新たな走行予定経路を設定し、
前記運転制御ステップでは、前記走行予定経路設定ステップによって前記新たな走行予定経路が設定されたと
き、前記相対運転制御に代えて、前記自車両を前記新たな走行予定経路に沿って前記環境情報
と前記自車両の位置情報とに基づき自
律走行させる自律運転制御を行
う、車両走行制御方法。
【請求項7】
自車両の走行を制御する車両走行制御装置としてのコンピュータに、
前記自車両の周囲における環境情報を取得する環境情報取得処理と、
前記自車両の位置情報を取得する位置情報取得処理と、
走行予定経路における前記自車両の走行において対象となる対象車両の位置情報を受信する通信処理と、
前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づいて、前記自車両の運転制御を行う運転制御処理と、
前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第1の判定処理と、
前記自車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第2の判定処理と、
前記通信処理によって受信した前記対象車両の位置情報に基づき、前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する第3の判定処理と、
前記自車両の新たな走行予定経路を設定する走行予定経路設定処理と、を実行させ、
前記運転制御処理では、前記対象車両の位置情報をもとに特定される前記自車両の位置情報と前記環境情報とに基づき、前記対象車両に相対して前記自車両を走行させる相対運転制御を行い、
前記走行予定経路設定処理では、
前記運転制御処理によって前記相対運転制御が行われている場合において、
前記第1の判定処理によって前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したと判定され、前記第2の判定処理によって前記自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定されたときに、前記環境情報と、前記自車両の位置情報と、前記対象車両の位置情報とに基づいて前記自車両の走行予定経路となる新たな走行予定経路を設定し、
前記第3の判定処理によって前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したと判定されたときには、前記第1の判定処理及び前記第2の判定処理による判定結果を問わず、前記自車両の走行予定経路へと導くまでの新たな走行予定経路を設定し、
前記運転制御処理では、前記走行予定経路設定処理によって前記新たな走行予定経路が設定されたとき、前記相対運転制御に代えて、前記自車両を前記新たな走行予定経路に沿って前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づき自律走行させる自律運転制御を行う、車両走行制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両走行制御装置及び車両走行制御方法に係り、特に、自車両の走行予定経路に沿って自車両の走行を制御する車両走行制御装置及び車両走行制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、運転者の安全性、快適性を実現するために、車両自体が周囲の外部環境の情報を把握し、運転者に代わって車両の走行を制御し、自動運転するためのADAS(先進運転支援システム)を搭載した車両が知られている。
また、例えば高速道路での長距離運転において運転者の負担を軽減するために、自車両が自車両よりも前方を走行する前走車両を認識し、前走車両との車間距離を維持しながら前走車両に対して追従運転するためのアダプティブクルーズコントロールの技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1に記載の運転支援装置は、自車両に対して自律的に自動走行を行う「自律運転モード」と、所定の前走車両を追従する「追従運転モード」とを切り替えて実行することが可能となっている。
具体的には、運転支援装置は、前走車両の走行予定経路を受信し、前走車両の走行予定経路において自車両の走行予定経路に合致する経路があるか否かを判定し、当該判定結果に基づき、自車両の走行予定経路に従って自律的に自動走行を行う「自律運転モード」と、前走車両に対して追従走行を行う「追従運転モード」とを切り替えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1のような運転支援装置では、前走車両から走行予定経路を受信し、前走車両の走行予定経路と自車両の走行予定経路とが合致する経路において「追従運転モード」を実行する。そして、双方の経路が合致しなくなったときに「追従運転モード」から「自律運転モード」に切り替えて、自車両が前走車両から離れて自律的に走行するように自車両の走行を制御している。
そうしたなかで、前走車両の挙動(走行状態の変化)に応じて「追従運転」と「自律運転」の切り替えを行い、より効率的な運転を実現可能な技術が求められていた。
例えば、前走車両が走行途中で停止した場合、あるいは走行途中で休憩場所に立ち寄った場合には、必要に応じて「追従運転」から「自律運転」に切り替えて前走車両を追い越すこと(前走車両を追い越すルートを設定すること)等が求められていた。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、自車両が対象車両に追従して走行可能とし、必要に応じて自車両の運転状態を変更し、自車両が効率良く運転可能な車両走行制御装置及び車両走行制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題は、本発明の車両走行制御装置によれば、自車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、前記自車両の周囲における環境情報を取得する環境情報取得部と、前記自車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、走行予定経路における前記自車両の走行において対象となる対象車両の位置情報を受信する通信部と、前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づいて、前記自車両の運転制御を行う運転制御部と、前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第1の判定部と、前記自車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第2の判定部と、前記通信部によって受信した前記対象車両の位置情報に基づき、前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する第3の判定部と、前記自車両の新たな走行予定経路を設定する走行予定経路設定部と、備え、前記運転制御部は、前記対象車両の位置情報をもとに特定される前記自車両の位置情報と前記環境情報とに基づき、前記対象車両に相対して前記自車両を走行させる相対運転制御を行い、前記走行予定経路設定部は、前記運転制御部によって前記相対運転制御が行われている場合において、前記第1の判定部によって前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したと判定され、前記第2の判定部によって前記自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定されたときに、前記環境情報と前記自車両の位置情報と前記対象車両の位置情報とに基づいて前記自車両の走行予定経路となる新たな走行予定経路を設定し、前記第3の判定部によって前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したと判定されたときには、前記第1の判定部及び前記第2の判定部による判定結果を問わず、前記自車両の走行予定経路へと導くまでの新たな走行予定経路を設定し、前記運転制御部は、前記走行予定経路設定部によって前記新たな走行予定経路が設定されたとき、前記相対運転制御に代えて、前記自車両を前記新たな走行予定経路に沿って前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づき自律走行させる自律運転制御を行うこと、により解決される。
上記のように、車両走行制御装置は、自車両の「相対運転制御」が行われているときに、対象車両、自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定された場合に、自車両の新たな走行予定経路を設定し、自車両の「自律運転制御」を行うこととしている。そのため、対象車両の挙動(走行状態の変化)に応じて「相対運転(追従運転)」と「自律運転」の切り替えを適宜行い、自車両が効率良く運転可能となる車両走行制御装置を実現することができる。
【0008】
また前記課題は、自車両の走行を制御するコンピュータによって実行される車両走行制御方法であって、前記コンピュータが、前記自車両の周囲における環境情報を取得する環境情報取得ステップと、前記自車両の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、走行予定経路における前記自車両の走行において対象となる対象車両の位置情報を受信する通信ステップと、前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づいて、前記自車両の運転制御を行う運転制御ステップと、前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第1の判定ステップと、前記自車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第2の判定ステップと、前記通信ステップによって受信した前記対象車両の位置情報に基づき、前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する第3の判定ステップと、前記自車両の新たな走行予定経路を設定する走行予定経路設定ステップと、を実行し、前記運転制御ステップでは、前記対象車両の位置情報をもとに特定される前記自車両の位置情報と前記環境情報とに基づき、前記対象車両に相対して前記自車両を走行させる相対運転制御を行い、前記走行予定経路設定ステップでは、前記運転制御ステップによって前記相対運転制御が行われている場合において、前記第1の判定ステップによって前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したと判定され、前記第2の判定ステップによって前記自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定されたときに、前記環境情報と、前記自車両の位置情報と、前記対象車両の位置情報とに基づいて前記自車両の走行予定経路となる新たな走行予定経路を設定し、前記第3の判定ステップによって前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したと判定されたときには、前記第1の判定ステップ及び前記第2の判定ステップによる判定結果を問わず、前記自車両の走行予定経路へと導くまでの新たな走行予定経路を設定し、前記運転制御ステップでは、前記走行予定経路設定ステップによって前記新たな走行予定経路が設定されたとき、前記相対運転制御に代えて、前記自車両を前記新たな走行予定経路に沿って前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づき自律走行させる自律運転制御を行う、車両走行制御方法によっても解決される。
また前記課題は、自車両の走行を制御する車両走行制御装置としてのコンピュータに、前記自車両の周囲における環境情報を取得する環境情報取得処理と、前記自車両の位置情報を取得する位置情報取得処理と、走行予定経路における前記自車両の走行において対象となる対象車両の位置情報を受信する通信処理と、前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づいて、前記自車両の運転制御を行う運転制御処理と、前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第1の判定処理と、前記自車両に関する所定の走行条件が成立したか否かを判定する第2の判定処理と、前記通信処理によって受信した前記対象車両の位置情報に基づき、前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する第3の判定処理と、前記自車両の新たな走行予定経路を設定する走行予定経路設定処理と、を実行させ、前記運転制御処理では、前記対象車両の位置情報をもとに特定される前記自車両の位置情報と前記環境情報とに基づき、前記対象車両に相対して前記自車両を走行させる相対運転制御を行い、前記走行予定経路設定処理では、前記運転制御処理によって前記相対運転制御が行われている場合において、前記第1の判定処理によって前記対象車両に関する所定の走行条件が成立したと判定され、前記第2の判定処理によって前記自車両に関する所定の走行条件が成立したと判定されたときに、前記環境情報と、前記自車両の位置情報と、前記対象車両の位置情報とに基づいて前記自車両の走行予定経路となる新たな走行予定経路を設定し、前記第3の判定処理によって前記対象車両が前記自車両の走行予定経路とは異なる経路を走行したと判定されたときには、前記第1の判定処理及び前記第2の判定処理による判定結果を問わず、前記自車両の走行予定経路へと導くまでの新たな走行予定経路を設定し、前記運転制御処理では、前記走行予定経路設定処理によって前記新たな走行予定経路が設定されたとき、前記相対運転制御に代えて、前記自車両を前記新たな走行予定経路に沿って前記環境情報と前記自車両の位置情報とに基づき自律走行させる自律運転制御を行う、車両走行制御プログラムによっても解決される。
【発明の効果】
【0009】
本発明の車両走行制御装置及び車両走行制御方法によれば、自車両が対象車両に追従して(相対して)走行可能し、必要に応じて自車両の運転状態を変更し、自車両を効率良く運転させることが可能となる。
例えば、対象車両が走行途中で停止した場合、あるいは走行途中で休憩場所に立ち寄った場合には、必要に応じて「相対運転(追従運転)」から「自律運転」に切り替えて対象車両を追い越すこと(対象車両を追い越すルートを設定すること)が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本実施形態の車両走行制御システム全体の構成図である。
【
図2】車両走行制御装置のハードウェア構成を説明する図である。
【
図3A】車両情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。
【
図3B】対象車両に取り付けられた識別マークの位置を示す図である。
【
図3C】対象車両に取り付けられた識別マークの位置を示す図である。
【
図4】操作装置のハードウェア構成を説明する図である。
【
図5】車両走行制御装置、車両情報処理装置、操作装置の機能を説明する図である。
【
図6A】自律運転制御が行われている状態を説明する図である。
【
図6B】自律運転制御から相対運転制御に変更された状態を説明する図である。
【
図6C】相対運転制御から自律運転制御に変更され、自車両が対象車両を追い越す様子を説明する図である。
【
図6D】自律運転制御が行われ、自車両が対象車両の追い越しを中止した様子を説明する図である。
【
図7】本実施形態の車両走行制御方法を示す処理フロー図である。
【
図8】
図7のうち、車両の追い越し処理の詳細を示す処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について
図1-
図8を参照して説明する。
本実施形態の車両走行制御システムSは、
図1に示すように、自車両Vの外部環境を把握し、運転者に代わって自車両Vの走行予定経路を計画し、当該走行予定経路に沿って自車両Vを制御することで走行させる「自動運転」と、所定の対象車両FVに相対して自車両Vを追従させて走行させる「追従運転」とを実現するシステムであって、自動運転制御モードと追従運転制御モードの間で切り替える「モード切替処理」を行うことが可能となっている。
なお、「追従運転(追従運転制御)」を「相対運転(相対運転制御)」と称しても良い。本実施形態では、以下「相対運転」と称して説明する。
また、本実施形態では、以下「自動運転制御モード(第1の運転制御モード)」を単に「自動運転モード」と称し、「追従運転制御モード(第2の運転制御モード)」を単に「相対運転モード」と称して説明する。
【0012】
「自動運転(自動運転モード)」には、自車両Vを制御することで自律的に走行させる「自律運転(自律運転モード)」と、自車両Vの外部にいるオペレータが自車両Vを遠隔操作(外部操作)することで走行させる「遠隔運転(遠隔運転モード)」とが含まれるものとする。つまり、本実施形態では「自律運転」と「遠隔運転」とを総称して「自動運転」と呼ぶこととする。基本的には、自動運転と称するときには自律運転を意味するものとして説明する。
なお、遠隔運転において上記オペレータはヒトでなくても良く、例えばAI(人工知能)であっても良い。
【0013】
上記「自動運転」、「相対運転」のほか、自車両Vに乗車して実際に運転操作を行う「手動運転(手動運転モード)」がある。上記モード切替処理では、この手動運転モードと自動運転モードを切り替えるほか、手動運転モードと相対運転モードを切り替えることも可能である。
【0014】
なお、「自車両V」は、後述の車両走行制御装置1を搭載し、自動運転する機能と、相対運転する機能とを備えた車両である。
「対象車両FV」は、後述の車両情報発信装置50を搭載し、ネットワークを介した通信によって車両情報(具体的には、車両識別情報、現在の位置情報、走行予定経路の情報)を発信することが可能な状態で走行する車両である。
対象車両FVは、自車両Vよりも前方を走行する前走車両に限定されず、自車両Vと並んで走行する並走車両であっても良い。あるいは、自車両よりも後方を走行する後走車両であっても良い。
対象車両FVは、例えば、予め設定された走行予定経路に沿って走行するバス、タクシー、トラック等のほか、所定の循環経路に沿って走行する循環バス等であっても良い。もちろん、その他の一般車両であっても良い。
【0015】
<車両走行制御システムのハードウェア構成>
車両走行制御システムSは、
図1-
図4に示すように、自車両Vに搭載され、自車両Vの走行を総合的に制御する車両走行制御装置1と、自車両Vの周囲の外部環境を検出する車載センサ10と、人工衛星SA及び基準局STからGNSS信号を受信し、自車両Vの現在位置を測定する車載ロケータ20と、自車両Vの操舵及び加減速等を制御する車載ECU30と、外部機器と通信する車載通信装置40と、を備えている。
また、車両走行制御システムSは、対象車両FVに搭載され、車両走行制御装置1とネットワークを介して接続され、ネットワークを介した通信によって対象車両FVの位置情報を含む対象車両情報を発信する車両情報発信装置50と、対象車両FVに取り付けられ、対象車両FVの車両識別情報が埋め込まれた識別マーク60と、備えている。
なお、自車両Vが、上記対象車両FVが備える車両情報発信装置50、識別マーク60を更に備えるほか、対象車両FVが、上記自車両Vが備える車載センサ10、車載ロケータ20、車載ECU30、車載通信装置40を更に備えるような構成であってもよい。つまり、自車両Vと対象車両EVとが同様の構成であってもよく、これによって自車両Vと対象車両FVとが相互に入れ替わり、車両走行制御システムSを構成することが可能となる。
さらに、車両走行制御システムSは、自車両Vの外部に設置され、車両走行制御装置1とネットワークを介した通信によって自車両Vの走行を操作(遠隔操作)する遠隔操作装置70を備えている。
なお、車両走行制御装置1と、車両情報発信装置50と、遠隔操作装置70とが直接通信を行うこととしても良い。
【0016】
車両走行制御装置1は、
図2に示すように、車載センサ10、車載ロケータ20、車載ECU30及び車載通信装置40と車載ネットワーク(CAN)を通じて接続されたコンピュータである。
具体的には、車両走行制御装置1は、データの演算・制御処理装置としてのCPUと、記憶装置としてのROM、RAM及びHDD(SSD)と、車載ネットワークを通じて情報データの送受信を行う通信インタフェースと、を備えたコンピュータである。
車両走行制御装置1の記憶装置には、コンピュータとして必要な機能を果たすメインプログラムに加えて、車両走行制御プログラムが記憶されており、これらプログラムがCPUによって実行されることにより、車両走行制御装置1の機能が発揮されることになる。
なお、車載ECU30(総合ECU31)、車両情報発信装置50、遠隔操作装置70についても同様のハードウェア構成を備えたコンピュータである。
【0017】
車両走行制御装置1は、「自律運転」を実行すべく、車載センサ10から得られる外部環境の情報と、車載ロケータ20から得られる自車両Vの位置情報と、車載ECU30から得られる自車両情報とに基づいて車載ECU30(総合ECU31)を制御することで、自車両Vの「自律走行」を制御する。
また、車両走行制御装置1は、「相対運転(追従運転)」を実行すべく、車載通信装置40を通じて車両情報発信装置50と無線通信し、所定の対象車両FVの位置情報を含む対象車両情報を受信する。そして、外部環境の情報と、自車両Vの位置情報と、対象車両FVの位置情報を含む対象車両情報とに基づいて車載ECU30(総合ECU31)を制御することで、対象車両FVに対する自車両Vの「相対走行(追従走行)」を制御する。
そのほか、車両走行制御装置1は、「遠隔運転」を実行すべく、車載通信装置40を通じて遠隔操作装置70と無線通信し、外部環境の情報と、自車両Vの位置情報と、自車両情報とを遠隔操作装置70に向けて送信する。遠隔操作装置70は、これら情報を受信し、外部環境の情報と、自車両Vの位置情報とに基づく内容をモニタ71(ナビモニタ72)に表示するほか、オペレータに向けてユーザ報知することができる。
【0018】
より詳しく述べると、車両走行制御装置1は、「自律運転機能(車載センサ10、車載ロケータ20、車載ECU30)」を予め搭載した自車両Vに対して新たに搭載されることで、既存の「自律運転機能」の性能を高めることと、新たに「相対運転機能」及び「遠隔運転機能」を付与するものである。
【0019】
車載センサ10は、自車両Vの周囲の外部環境として自車両V周辺の移動物体(他の車両や歩行者等)、各種の構造物、道路形状等を検出するものであって、具体的には、複数の撮像装置11と、複数のレーダ12と、複数のライダ13と、から主に構成されている。
なお、車載センサ10は、上記以外の検出センサをさらに有しても良い。
【0020】
撮像装置11は、自車両Vの周囲の外部映像を撮像する小型の撮像カメラ(広角カメラ)であって、自車両Vの走行制御向けの「センシング機能」と、運転者(オペレータ)向けの「モニタリング機能」を実行すべく、外部映像データを作成し、車両走行制御装置1に向けて外部映像データを送信する。
撮像装置11は、自車両Vに複数搭載されており、自車両Vのフロントガラスに取り付けられ、自車両Vの前方、右側方、左側方を撮像する第1撮像装置11a、第2撮像装置11b、第3撮像装置11cと、自車両Vのバックバンパーに取り付けられ、自車両Vの後方を撮像する第4撮像装置11dと、自車両Vの左右のミラーに取り付けられ、自車両Vの右斜め後方、左斜め後方を撮像する第5撮像装置11e、第6撮像装置11fと、をメインカメラとして備えている。
また、撮像装置11は、サブカメラとして、自車両Vのフロントバンパーに取り付けられ、自車両Vの前方を撮像する第7撮像装置11gと、自車両Vの左右のバックライトの周辺に取り付けられ、自車両Vの右斜め後方、左斜め後方を撮像する第8撮像装置11h、第9撮像装置11iと、を備えている。
なお、本実施形態では、撮像装置11が自車両Vの所定位置に計9個取り付けられているが、撮像装置11の個数や取り付け位置については自車両Vの車種や形状に応じて変更可能である。レーダ12及びライダ13についても同様である。
なお、サブカメラの別例として、第7撮像装置11gが、自車両Vのバックガラス(リアガラス)の上部に取り付けられ、当該位置から自車両Vの後方を撮像しても良い。その場合、第8撮像装置11hが自車両Vのフロントの右Aピラーに取り付けられ、第9撮像装置11iがフロントの左Aピラーに取り付けられていると良い。
【0021】
レーダ12は、照射方向を連続的に変化させながら電波を発信し、対象物体からの反射波を受信することで対象物体を検出し(対象物体の位置と速度を測定し)、3次元の空間イメージングを行うミリ波レーダである。撮像装置11やライダ13と比較して、視界が悪い夜間や悪天候のような環境状況であっても精度良く検出することができる。
レーダ12は、上記対象物体の検出結果データ(検出信号)を取得し、車両走行制御装置1に向けて検出結果データを送信する。
レーダ12は、自車両Vに複数搭載されており、自車両Vの左右のフロントライトの周辺に取り付けられる第1レーダ12a、第2レーダ12bと、自車両Vの左右のバックライトの周辺に取り付けられる第3レーダ12c、第4レーダ12dと、を備えている。
なお、レーダ12は、ミリ波レーダに特に限定されることなく、レーザーレーダ、超音波センサ等のレーダであっても良い。
【0022】
ライダ13は、「Lidar」とも称し、レーザー光を照射し、対象物体からの反射光を受光することで対象物体までの距離を測定し、3次元の空間イメージングを行うリモートセンサである。撮像装置11やレーダ12と比較して、周囲の対象物体との距離を数センチ単位で測定することができる。
ライダ13は、上記対象物体との距離を測定した距離測定データを取得し、車両走行制御装置1に向けて距離測定データを送信する。
ライダ13は、自車両Vに複数搭載されており、自車両Vの左右のフロントライトの周辺に取り付けられる第1ライダ13a、第2ライダ13bと、自車両Vのバックパンパ―に取り付けられる第3ライダ13cと、自車両Vの左右のバックライトの周辺に取り付けられる第4ライダ13d、第5ライダ13eと、を備えている。
【0023】
車載ロケータ20は、人工衛星SA及び基準局STを用いた衛生測位システムを利用して自車両Vの現在位置を測定し、また現在位置の測定精度を高めるべく、自車両Vの加速度及び角速度を測定するものである。
車載ロケータ20は、具体的には、複数の人工衛星SAからGNSS電波(GPS電波)を受信するGNSS受信機21と、自車両Vの加速度及び角速度を測定する慣性測定装置22と、を備えている。
【0024】
GNSS受信機21は、具体的には、RTK-GNSS受信機であって、複数(具体的には4個)の人工衛星SAからGNSS電波を受信し、単独測位に必要な「GNSS情報」を生成する。また、外部の基準局STから相対測位に必要な「GNSS補正情報」を受信する。
なお、基準局STは、既知点に設定された固定基準局であって、複数の人工衛星SAからGNSS電波を受信し、「GNSS補正情報」を生成し、GNSS受信機21に向けて送信する。
「GNSS情報」とは、複数の人工衛星SAとGNSS受信機21との距離情報である。
「GNSS補正情報」とは、既知点に位置する基準局STがGNSS電波を受信し、基準局STとGNSS受信機21が通信することで、「GNSS情報」の計測誤差を補正した距離情報である。
【0025】
慣性測定装置22は、IMUとも呼ばれ、3軸のジャイロセンサ(角速度計)と、3軸の加速度センサ(加速度計)とを備えており、自車両Vの3次元の角速度及び加速度を測定し、車両走行制御装置1に向けて自車両Vの加速度及び角速度の情報を送信する。
車両走行制御装置1は、GNSS受信機21から受信したGNSS情報(GNSS補正情報)と、慣性測定装置22から受信した自車両Vの角速度及び加速度の情報とを組み合わせて測位することで、より小さい誤差範囲で自車両Vの現在位置を測定することができる。
【0026】
車載ECU30は、例えば、ADAS用ECUであって、車両走行制御装置1と接続され、各種データの送受信を行う上位階層の総合ECU31と、この上位階層としての総合ECU31とそれぞれ接続され、自車両Vの操舵及び加減速等を細分化して制御する下位階層としてのハンドルECU32と、アクセルECU33と、ブレーキECU34と、を備えており、階層構造を形成している。
なお、ハンドルECU32は、ドライビングサポートコンピュータとも呼ばれ、アクセルECU33及びブレーキECU34は、パワーマネジメントコントロールユニットとも呼ばれている。
なお、総合ECU31と接続される個々のECUの数や機能については、上記の3つのECU32~34に特に限定されることなく、これらのECUと同階層でその他のECUをさらに備えていても良い。
【0027】
ハンドルECU32は、総合ECU31からの指示に対応して自車両Vの電動パワーステアリングV1を制御し、主に自車両Vの進行方向を制御する。
電動パワーステアリングV1は、自車両Vの前輪を操舵する操舵機構を備えている。例えば、手動運転モードの際には、運転者によるハンドルV1aの操舵操作によって自車両Vの前輪を操舵する。
【0028】
アクセルECU33は、総合ECU31からの指示に対応して自車両Vの電動スロットルV2を制御し、主に自車両Vの加減速を制御する。
電動スロットルV2は、自車両Vの駆動車輪を回転させる駆動力を出力する駆動機構を備えている。例えば、手動運転モードの際には、運転者によるアクセルペダルV2aのアクセル操作に対応してエンジンの出力を調整する。
【0029】
ブレーキECU34は、総合ECU31からの指示に対応して自車両Vの電磁ブレーキ装置V3を制御し、主に自車両Vの減速及び停止を制御する。
電磁ブレーキ装置V3は、自車両Vの各車輪に取り付けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで自車両Vを減速又は停止させる機構を備えている。例えば、手動運転モードの際には、運転者によるブレーキペダルV3aのブレーキ操作に対応して電磁ブレーキ装置V3の作動を調整する。
【0030】
車載通信装置40は、対象車両FVに搭載された車両情報発信装置50、外部に設置された遠隔操作装置70、及び不図示の外部サーバーとネットワークを通じて情報通信する装置である。
具体的には、車載通信装置40は、「相対運転」に必要な情報として車両情報発信装置50が取得した対象車両FVの位置情報を含む対象車両情報を受信し、車両走行制御装置1に向けて送信する。
また、車載通信装置40は、「遠隔運転」に必要な情報として車両走行制御装置1が取得した外部映像の情報と、現在位置の情報とを遠隔操作装置70に向けて送信する。また、オペレータによるユーザ入力を受け付けた遠隔操作装置70から自車両Vの運転操作情報を受信し、車両走行制御装置1に向けて送信する。
そのほか、車載通信装置40は、不図示の外部サーバーと情報通信を行い、例えば、外部サーバーから最新の交通情報や天候情報等を受信することもできる。
【0031】
車両情報発信装置50は、
図1、
図3Aに示すように、対象車両FVに搭載され、対象車両FVの現在の位置情報を含む対象車両情報を取得し、当該対象車両情報を自車両Vに向けて発信するためのコンピュータであって、具体的なハードウェア構成として、車載ロケータ51と、車載通信装置52と、を備えている。
「対象車両情報」とは、対象車両FVの位置情報(リアルタイムの位置情報)と、走行予定経路の情報と、車両識別情報とを含むものであって、車両情報発信装置50の記憶部500に記憶されている。
「車両識別情報」とは、対象車両FVを識別する車両IDであって、この車両IDごとに、車種名、型式、車台番号等の情報が対応付けられて記憶部500に記憶されたものである。車両識別情報は、記憶部500に記憶されているほか、対象車両FVに取り付けられた識別マーク60にも埋め込まれている。
【0032】
車載ロケータ51は、上述の車載ロケータ20と同様に、複数の人工衛星SAからGNSS電波(GPS電波)を受信するGNSS受信機51aと、対象車両FVの加速度及び角速度を測定する慣性測定装置51bと、を有している。
車載通信装置52は、自車両Vに搭載された車両走行制御装置1とネットワークを通じて情報通信する装置である。
具体的には、車載通信装置52は、自車両Vの「相対運転」に必要な情報として対象車両情報を車両走行制御装置1(車載通信装置40)に向けて常時若しくは必要に応じて発信する。
詳しく述べると、車載通信装置52は、対象車両情報のうち対象車両FVの位置情報をリアルタイムで発信することができる。
「リアルタイムで発信」とは、対象車両FVの位置情報の変化と同じタイミングで位置情報を発信する場合のほか、多少のタイムラグが発生した状態で位置情報を発信する場合も含むものである。
【0033】
識別マーク60は、
図3A-Cに示すように、対象車両FVを識別するための車両識別情報が埋め込まれた(格納された)2次元バーコードであって、対象車両FVの外面に複数取り付けられている。なお、識別マーク60には、対象車両FVの走行予定経路を特定することができる情報が合わせて埋め込まれていても良い。
識別マーク60は、自車両Vの撮像装置11によって認識される。
詳しく述べると、撮像装置11は、撮像装置11が撮像した映像内において識別マーク60を認識したときに、識別マーク60に埋め込まれた対象車両FVの車両識別情報、走行予定経路を特定できる情報等を認識結果として取得する。そして、車両走行制御装置1が、所定の通信方式におけるネットワーク通信や車載ネットワーク(CAN)を通じて撮像装置11から対象車両FVの車両識別情報を取得することができる。
上記例では、車両情報発信装置50、識別マーク60から車両識別情報を取得できることとしているが、少なくとも一方から取得できればよい。
【0034】
識別マーク60は、対象車両FVの後面において車両幅方向の中央部、左側端部、右側端部にそれぞれ取り付けられる第1識別マーク60a、第2識別マーク60b、第3識別マーク60cと、対象車両FVの前面において中央部、左側端部、右側端部にそれぞれ取り付けられる第4識別マーク60d、第5識別マーク60e、第6識別マーク60fと、を有している。
また、識別マーク60は、対象車両FVの左側面において車両前後方向の中央部、前端部、後端部にそれぞれ取り付けられる第7識別マーク60g、第8識別マーク60h、第9識別マーク60iと、対象車両FVの右側面において中央部、前端部、後端部にそれぞれ取り付けられる第10識別マーク60j、第11識別マーク60k、第12識別マーク60lと、を備えている。
なお、対象車両FVの後面、前面、両側面それぞれの中央部に配置された第1識別マーク60a、第4識別マーク60d、第7識別マーク60g、第10識別マーク60jは、その他の識別マークと比較して幾分大きく形成されている。そのため、自車両Vが対象車両FVの周囲を走行しているときに、撮像装置11が識別マーク60を認識することが容易になる。言い換えれば、車両走行制御装置1が対象車両FVの存在を検知することが容易になる。
【0035】
識別マーク60a~60lには、それぞれ対象車両FVの車両識別情報が埋め込まれているほか、対象車両FVにおいて個々の識別マーク60が取り付けられている位置(車体位置)を示すマーク位置情報が埋め込まれている。
そのため、識別マーク60a~60lのうち、いずれかの識別マーク60が自車両Vの撮像装置11によって認識されることで、車両走行制御装置1が、対象車両FVの車両識別情報を取得し、対象車両FVを検知することができる。
また、識別マーク60a~60lのうち、例えば識別マーク60a及び識別マーク60cが認識されることで、あるいは識別マーク60cのみが認識されることで、車両走行制御装置1は、上記マーク位置情報に基づいて自車両Vが対象車両FVの後方位置にいること、さらには対象車両FVよりも右側位置にいることを検知することができる。
特に、車両走行制御装置1は、自車両Vの周囲の環境情報と、自車両Vの位置情報と、対象車両FVの位置情報と、識別マーク60によって得られるマーク位置情報とに基づいて自車両Vに対する対象車両FVの位置(相対位置)を精度良く把握することができる。
【0036】
遠隔操作装置70は、
図1、
図4に示すように、オペレータによって操作され、自車両Vの「遠隔運転」を行うためのコンピュータであって、具体的なハードウェア構成として、複数のモニタ71と、ナビモニタ72と、ハンドル73と、アクセルペダル74と、ブレーキペダル75と、複数の操作スイッチ76と、を備えている。
なお、遠隔操作装置70は、スピーカーやマイク、シフトレバー等の構成部品をさらに備えていても良い。
【0037】
モニタ71、ナビモニタ72は、「遠隔運転」を行うための視覚情報を出力する表示部であって、モニタ71には、複数の撮像装置11a~11iによって撮像された自車両Vの外部映像を所定のレイアウト情報に基づいて合成した合成映像(合成画像)が表示される。
所定のレイアウト情報とは、例えば、オペレータの死角を作らない、オペレータが操作し易いレイアウトの表示態様である。このとき、所定のレイアウト情報を含む複数のレイアウト情報は、レイアウトID(レイアウト識別情報)によって対応付けられ、車両走行制御装置1の記憶部100に記憶されていると良い。この場合、操作スイッチ76等を用いて所定のレイアウト情報の変更操作を行うと、遠隔操作装置70から車両走行制御装置1に向けて変更後のレイアウトIDが送信される。
そして、車両走行制御装置1は、変更後のレイアウトIDに対するレイアウト情報に基づいて外部映像を合成した合成映像を生成し、当該合成映像を遠隔操作装置70に向けて
送信する。そうすることで、モニタ71にはその合成映像が変更表示される。
【0038】
ハンドル73は、オペレータによって操作され、自車両Vの操舵角(操舵量)を調整するために用いられる操作部である。
アクセルペダル74、ブレーキペダル75は、それぞれオペレータによって操作され、自車両Vの電動スロットルV2の駆動、電磁ブレーキ装置V3の作動を調整するために用いられる操作部である。
複数の操作スイッチ76は、例えば「遠隔運転」を行うための設定情報をユーザ入力するために用いられる。例えばオペレータが操作スイッチ76を適宜操作することで、自車両Vの外部映像(合成映像)を所定のレイアウト表示に切り替えることや、自律運転モードと、相対運転モードと、遠隔運転モードとの間で運転モードを切り替えることができる。
【0039】
<車両走行制御システムの機能>
車両走行制御装置1は、
図5に示すように、機能面から説明すると、各種プログラム及び各種データを記憶しておく記憶部100と、環境情報取得部101と、位置情報取得部102と、運転制御部103と、車両検知部104と、通信部105と、モード変更部106と、条件判定部107と、走行予定経路設定部108と、映像処理部109と、を主な構成要素として備えている。
これらは、CPU、ROM、RAM、HDD、通信用インタフェース、及び各種プログラム等によって構成されている。
なお、記憶部100には、自車両Vの車両識別情報、自車両Vの走行予定経路の情報、等が記憶されている。
【0040】
車両情報発信装置50についても機能面から説明すると、各種プログラム及び各種データを記憶する記憶部500と、対象車両FVの「現在の位置情報」を取得する位置情報取得部501と、車両走行制御装置1との間で各種データを送受信する通信部502と、を主な構成要素として備えている。
記憶部500には、対象車両FVの現在の位置情報と、走行予定経路の情報と、車両識別情報とを含む「対象車両情報」が記憶されている。
位置情報取得部501は、車載ロケータ51を利用して対象車両FVの「現在の位置情報」をリアルタイムで取得する。そして、取得した「現在の位置情報」を記憶部500に記憶していくことで、車両情報発信装置50が搭載された対象車両FVの走行軌跡(過去の走行ルート)を記録することが可能となり、記憶部500には、対象車両FVの走行軌跡が記憶された状態となる。
通信部502は、車載通信装置52を利用して「対象車両情報」を車両走行制御装置1(車載通信装置40)に向けて発信する。また、対象車両情報のうち対象車両FVの「現在の位置情報」をリアルタイムで発信する。
【0041】
遠隔操作装置70についても機能面から説明すると、各種プログラム及び各種データを記憶する記憶部700と、車両走行制御装置1との間で各種データを送受信する通信部701と、自車両Vの外部映像、車両情報をモニタ71に表示し、また自車両Vの現在位置の情報に基づく内容(例えば、車両ナビゲーション)をナビモニタ72に表示する画面表示部702と、ユーザ操作の入力を受け付けて操作データを作成する操作データ作成部703と、オペレータに向けてユーザ報知するユーザ報知部704と、を主な構成要素として備えている。
【0042】
以下、車両走行制御装置1の機能について詳しく説明する。
<<自車両の外部環境情報、位置情報>>
環境情報取得部101は、車載センサ10から自車両Vの周囲における「環境情報(厳密には、外部環境の検出情報)」を取得するものである。
詳しく述べると、「環境情報」として、撮像装置11から自車両Vの周囲の外部映像データを取得し、レーダ12から自車両Vの周囲の対象物体の検出結果データを取得し、ライダ13から自車両Vの対象物体との距離を測定した距離測定データを取得する。
なお、「環境情報」とは、具体的には、自車両V周辺の移動物体(他の車両や歩行者等)、各種の構造物、道路形状等の検出情報であって、走行環境情報とも称され、交通環境情報や道路環境情報等を含むものである。
【0043】
環境情報取得部101は、「環境情報」として、車載センサ10から対象車両FVの走行状態に関する情報をリアルタイムで取得することができる。
「走行状態に関する情報」とは、対象車両FVによる一定速度の走行動作、加速動作、減速動作、停止動作、左折動作、右折動作、後退動作等に関する情報であって、言い換えれば、対象車両FVの挙動情報(挙動に基づく情報)である。
環境情報取得部101が対象車両FVの走行状態に関する情報をリアルタイムで取得することで、車両走行制御装置1は、対象車両FVの走行状態に関する情報の変化(挙動情報の変化)に基づいて、例えば走行中の対象車両FVが停止したこと、停止中の対象車両FVが走行開始したこと、対象車両FVが走行予定経路とは異なる経路を走行開始したこと等を検知することが可能となる。
このときの「対象車両FVが自車両Vにおける走行予定経路とは異なる経路を走行開始したこと(対象車両FVの走行予定経路と、自車両Vの走行予定経路とが合致しなくなったこと)」は、対象車両FVの記憶部500において記憶されている、「対象車両FVの走行軌跡」と、後述する「自車両Vの走行軌跡」とをもとに、その自車両Vの走行軌跡が自車両Vの走行予定経路上であるか否かによって判断する。
【0044】
なお、環境情報取得部101は、車載ECU30から自車両Vの「車両情報」をさらに取得することとしても良い。「車両情報」としては、例えば、ハンドルECU32から得られる「舵角の情報」、アクセルECU33から得られる「スロットル開度の情報」、ブレーキECU34から得られる「ブレーキ踏み込み量の情報」等が挙げられる。
【0045】
位置情報取得部102は、車載ロケータ20から自車両Vの「現在の位置情報」を取得するものである。
詳しく述べると、位置情報取得部102は、GNSS受信機21からGNSS情報(GNSS補正情報)を取得し、慣性測定装置22から自車両Vの角速度及び加速度の情報を取得し、これらGNSS情報(GNSS補正情報)、角速度及び加速度の情報に基づいて、自車両Vの現在位置を特定する。
なお、取得した「現在の位置情報」を記憶部100に記憶していくことで、車両走行制御装置1が搭載された自車両Vの走行軌跡(過去の走行ルート)を記録することが可能となり、記憶部100には、自車両Vの走行軌跡が記憶された状態となる。この自車両Vの走行軌跡は、自車両Vが走行する走行予定経路上にあるか否かを判断し、必要に応じて走行予定経路上に導く新たな走行予定経路の設定に用いられる。
【0046】
「現在の位置情報」とは、単独測位によって算出される「絶対位置」、相対測位によって算出される「相対位置」であっても良いし、自車両Vの上記「角速度及び加速度の情報」に基づいて補正された「補正絶対位置」、「補正相対位置」であっても良い。
なお、「絶対位置」の位置精度は±10m程度であり、「相対位置」の位置精度は±40cm程度と言われている。また、「補正絶対位置」の位置精度は、絶対位置よりも位置精度が高く、「補正相対位置」の位置精度は±5cm程度であり、最も位置精度が高い。
以下、「絶対位置」、「相対位置」、「補正絶対位置」、「補正相対位置」の算出方法について詳しく説明する。
【0047】
絶対位置算出部102aは、GNSS受信機21を通じて単独測位に必要な上記「GNSS情報」を取得し、単独測位によって自車両Vの「絶対位置」を算出する。
自車両Vの「絶対位置」とは、複数の人工衛星SAからGNSS電波を受信し、既知点にそれぞれ位置する人工衛星SAと自車両Vとの間の距離を測定し、それぞれの測定距離(GNSS情報に相当)から未知点を求める3次元方程式を解くことで得られる自車両Vの3次元位置である。
【0048】
相対位置算出部102bは、相対測位に必要な上記「GNSS補正情報」を取得し、相対測位によって「絶対位置」を補正し、自車両Vの「相対位置」を算出する。
自車両Vの「相対位置」とは、既知点に位置する基準局STにおいてGNSS電波を受信し、基準局STから計測誤差がより小さい距離(それぞれの人工衛星SAと自車両Vとの間の距離)を取得し、それぞれの測定距離(GNSS補正情報に相当)から求められる自車両Vの3次元位置である。
「相対位置」の算出方法としては、RTK測位方式(干渉測位方式)の算出方法と、DGPS測位方式(相対測位方式)の算出方法とがある。いずれの算出方法であっても良い。
【0049】
補正位置算出部102cは、自車両Vの上記「角速度及び加速度の情報」を取得し、「GNSS情報」と、「加速度及び角速度の情報」とに基づいて自車両Vの絶対位置を補正した「補正絶対位置」を算出する。
自車両Vの「補正絶対位置」とは、GNSS情報と、自車両Vの角速度及び加速度の情報(IMU情報とも呼ばれる)とを組み合わせて測位することで得られる自車両Vの3次元位置である。
また、補正位置算出部102cは、「GNSS補正情報」と、「加速度及び角速度の情報」とに基づいて自車両Vの相対位置を補正した「補正相対位置」を算出する。
【0050】
受信判定部102dは、GNSS情報をリアルタイムで受信できるか否かを判定し、GNSS情報をリアルタイムで受信できると判定した場合には、続けてGNSS補正情報をリアルタイムで受信できるか否かを判定する。
具体的には、受信判定部102dは、自車両Vの周囲に障害物があって人工衛星SAから電波を受信できない場合、また基準局STとの間でデータの送受信ができない場合を想定し、人工衛星SAから電波を受信できるか否か、また基準局STとの間でデータの送受信ができるか否かを判定する。
【0051】
位置情報取得部102は、受信判定部102dによってGNSS情報及びGNSS情報をリアルタイムで受信できると判定された場合には、最も位置精度が高い「補正相対位置」を用いて自車両Vの現在位置を特定する。
また、位置情報取得部102は、GNSS情報をリアルタイムで受信でき、GNSS補正情報をリアルタイムで受信できないと判定された場合には、位置精度が高い「補正絶対位置」を用いて自車両Vの現在位置を特定する。
さらに、位置情報取得部102は、GNSS情報及びGNSS補正情報をリアルタイムで受信できないと判定された場合には、直前に受信した「GNSS情報」と、「加速度及び角速度の情報」とに基づいて算出された「推測位置」を用いて自車両Vの現在位置を特定することもできる。
【0052】
位置情報取得部102は、自車両Vの「位置情報」として最も精度の高い「補正相対位置」を取得する。一方で、基準局STとの間でデータの送受信ができない場合には、「補正絶対位置」を取得する。あるいは、自車両Vの周囲に障害物があって人工衛星SAからも電波を受信できない場合には、「推測位置」を取得することとしている。
なお、位置情報取得部102によって取得された自車両Vの走行開始位置から走行終了位置に至るまでの位置情報が集計処理されることで、自車両Vの実際の走行経路情報(走行軌跡情報、走行履歴情報とも称する)が生成される。
生成された自車両Vの走行経路情報(走行経路データ)は、走行日時、走行時間に関する情報と、自車両Vの運転モードに関する情報(例えば、運転モードの変更回数、各運転モードの実行時間)と、相対運転モードの際に追従対象となった対象車両FVの車両情報等とが紐づけられて記憶部100に記憶される。
【0053】
<<自律運転制御>>
運転制御部103は、環境情報取得部101によって得られた「環境情報」と、位置情報取得部102によって得られた「自車両Vの位置情報」とに基づいて総合ECU31を制御し、自車両Vの「自律運転制御」を行う(
図6A参照)。
なお、運転制御部103は、自車両Vの「自律運転制御」を行うにあたって、車載ECU30から自車両Vの「車両情報」を取得し、「車両情報」をさらに組み合わせて総合ECU31を制御しても良い。
【0054】
運転制御部103は、自車両Vの走行予定経路に沿って自車両Vが走行開始すると、「自律運転制御」を行い、自車両Vの自律運転をスタートする。
詳しく述べると、自車両Vが走行開始すると「自律運転モード」が設定された状態となり、運転制御部103は、「自律運転モード」が設定された状態で自律運転制御を行う。
その後、モード変更部106によって「自律運転モード」及び「相対運転モード」の間で運転モードの変更が行われながら、自車両Vが走行予定経路の目的地に向かって走行することになる。
なお、自車両Vが走行開始するタイミングで、既に追従対象となる対象車両FVが検知され、対象車両FVの位置情報がリアルタイムで得られる場合には、モード変更部106によって「自律運転モード」から「相対運転モード」に変更された状態となっても良い。その場合には、運転制御部103が、「相対運転モード」が設定された状態で相対運転制御を行い、対象車両FVに対する自車両Vの相対運転をスタートする。
あるいは、自車両Vが走行開始すると、「自律運転モード」の代わりに「遠隔運転モード」が設定された状態となって、運転制御部103は、「遠隔運転モード」が設定された状態で遠隔運転制御を行うこととしても良い。
【0055】
車両検知部104は、自車両Vの前方を走行する所定の前走車両が、自車両Vの走行予定経路において追従対象となる対象車両FVであることを検知する(
図6B参照)。
「追従対象となる対象車両」とは、自車両Vの走行予定経路と少なくとも一部合致する走行予定経路を走行する車両のほか、一定の走行距離(走行時間)において自車両Vの走行予定経路と同じ経路を走行することになる車両を含むものである。
例えば、一定の走行距離(走行時間)において分岐点が存在しない高速道路や一般道路等を走行する場合に自車両Vの周辺を走行している車両が該当する。
【0056】
具体的には、車両検知部104は、撮像装置11によって認識された所定の前走車両の識別マーク60の認識結果をもとに、当該前走車両が対象車両FVであることを検知する。
例えば、対象車両FVの第1識別マーク60aが認識されたときには、車両検知部104は、自車両Vよりも前方位置に対象車両FVが存在することを検知する。
あるいは、対象車両FVの第7識別マーク60gが認識されたときには、車両検知部104は、自車両Vの右側位置に対象車両FVが存在することを検知する。
【0057】
より詳しく述べると、車両検知部104は、撮像装置11から対象車両FVの各識別マーク60a~60lの認識結果をリアルタイムで取得することで、対象車両FVの車両識別情報(対象車両FVの形状、大きさ)と、各識別マーク60a~60lに格納されているマーク位置情報とから、自車両Vに対する対象車両FVの相対位置をリアルタイムで精度良く検知することができる。
例えば、車両走行制御装置1は、自車両Vに対して対象車両FVが幾分左側寄りの前方位置を走行していることや、自車両Vに対して対象車両FVが並走しており、自車両Vの幾分前方側を走行していること等を精度良く検知することができる。この場合、対象車両FVの相対位置は、例えば、自車両Vを中心位置とする三次元座標位置によって特定されると良い。
そうすることで、
図6Bに示すように、自車両Vと対象車両FVの間で適切な車間距離を維持しながら自車両Vを相対運転させることができる。また、
図6Cに示すように、自車両Vが対象車両FVを適切に追い越せるように自車両Vを自律運転させることもできる。
【0058】
なお、車両検知部104は、識別マーク60の認識結果をもとに対象車両FVを検知しているが、その他の検知手段によって対象車両FVを検知しても良い。
例えば、車両検知部104は、車載通信装置40を利用して対象車両FVに搭載された車両情報発信装置50から対象車両FVの車両識別情報を無線通信によって取得し、当該車両識別情報に基づいて対象車両FVを検知しても良い。
言い換えれば、対象車両FVに取り付けられた識別マーク60によって対象車両FVが検知され得る状態としても良いし、あるいは、対象車両FVに搭載された車両情報発信装置50との無線通信によって対象車両FVが検知され得る状態としても良い。
【0059】
通信部105は、車両検知部104によって検知された対象車両FVの位置情報を少なくとも含む対象車両情報を受信する。
詳しく述べると、通信部105は、車両検知部104によって対象車両FVが検知されると、車両情報発信装置50とネットワークを介した通信を開始する。
そして、通信部105は、対象車両FVに搭載された車両情報発信装置50から、対象車両FVの位置情報と、走行予定経路の情報とを受信する。
なお、車両情報発信装置50の位置情報取得部501は、上述の位置情報取得部102と同様にして対象車両FVの「現在の位置情報」をリアルタイムで取得している。
【0060】
<<モード変更(自律運転⇒相対運転)>>
モード変更部106は、所定の相対運転開始条件を満たしたときに「自律運転モード(自律運転制御)」から「相対運転モード(相対運転制御)」に変更する。
具体的には、モード変更部106は、
図6Aに示すように「自律運転モード」が設定された状態で自律運転制御が行われているときに、車両検知部104によって対象車両FVが検知され、通信部105によって対象車両情報が受信されると、
図6Bに示すように「自律運転モード」から「相対運転モード」に変更する。
【0061】
より具体的には、車両検知部104が、「所定の相対運転開始条件」として前走車両を検知したときに当該前走車両が対象車両FVであるか否かを判断し、対象車両FVであると判断された場合に当該前走車両を対象車両FVとして認識する。そして、モード変更部106が、「自律運転モード」から「相対運転モード」に変更する。
なお、上記前走車両が対象車両FVではないと判断された場合には、上記前走車両が検知された場合であっても、「所定の相対運転開始条件」を満たさないため、モード変更部106によるモード変更はなされない。
ここで「対象車両FV」とは、自車両Vに搭載された車両走行制御装置1(記憶部100)によって予め登録された車両IDを有し、当該車両IDによって識別される車両である。上記前走車両に当該車両IDが設定されている場合、「所定の相対運転開始条件」を満たし、当該車両IDが設定されていない場合には、当該条件を満たさないことになる。
【0062】
詳しく述べると、モード変更部106は、「自律運転モード」が設定された状態で自律運転制御が行われているときに、対象車両FVが検知されると、「自律運転モード」を設定した状態で「相対運転モード」を設定する。言い換えれば、「自律運転モード」を有効状態としながら、「相対運転モード」を無効状態から有効状態とする。
このとき、モード変更部106は、両方のモードを設定した状態で「自律運転モード」を優先して継続させる。つまり、運転制御部103は、自律運転制御を継続して行う。
そして、モード変更部106は、両方のモードが設定された状態で自律運転制御が継続しているときに、対象車両FVの対象車両情報が得られると、両方のモードを設定した状態で「相対運転モード」を優先して実行させる。つまり、運転制御部103は、相対運転制御を新たに行う。
なお、モード変更部106は、両方のモードが設定された状態で自律運転制御が継続しているときに、対象車両FVの対象車両情報が得られなかった場合、すなわち、対象車両FVに搭載された車両情報発信装置50との無線通信ができなかった場合には、一度設定した「相対運転モード」を未設定の状態に戻す。言い換えれば、「相対運転モード」を有効状態から無効状態に戻す。このとき、「自律運転モード」は設定されたままの状態(有効状態)であるため、運転制御部103は、自律運転制御を継続して行うことになる。
【0063】
<<相対運転制御>>
運転制御部103は、「環境情報」と、「自車両Vの位置情報」と、「対象車両FVの対象車両情報」とに基づいて総合ECU31を制御し、対象車両FVに対して自車両Vの「相対運転制御」を行う(
図6B参照)。
なお、運転制御部103は、「相対運転制御」を実行するにあたって、識別マーク60の認識結果から得られた「対象車両FVの車両識別情報」をさらに組み合わせて総合ECU31を制御することで、対象車両FVの車種(形状や大きさ、走行性能、燃費、排気量等)に応じた好適な相対運転を行うことができる。
【0064】
また、運転制御部103によって行われる「相対運転制御」は、対象車両FVから取得した対象車両情報に含まれる「対象車両FVの位置情報」をもとに、その対象車両FVの位置情報に基づいて描かれる走行軌跡(過去の走行ルート)上で自車両Vが走行する位置情報を特定する制御処理である。この相対運転制御では、その走行軌跡上であって、自車両Vと対象車両FVの車間距離を適切に確保すべく、自車両Vの走行速度に応じた設定車間距離を空けた所定の位置情報を走行する制御が行われる。
具体的には、走行速度取得部が、慣性測定装置22から自車両Vの「角速度及び加速度の情報」を取得し、当該加速度及び角速度を積分演算することで自車両Vの「走行速度」をリアルタイムで取得する。
そして、運転制御部103は、記憶部100に記憶された
図7に示す「車間距離データ」を参照しながら、対象車両FVの位置情報をもとに自車両が走行する位置情報を特定し、その自車両の位置情報と環境情報とに基づき、対象車両FVに相対して自車両Vを走行させる相対運転制御を行う。
この相対運転制御では、対象車両FVの位置情報をもとに特定した位置情報を自車両Vが実際に走行するように、「自車両Vの位置情報」をもとに補正、軌道修正する処理を行う。つまり、対象車両FVの位置情報をもとに特定した、自車両が走行する位置情報と、実際に自車両が走行している位置情報とのズレ(誤差)を補正、軌道修正する処理である。
これによって、自車両Vが実際に走行した走行軌跡(自車両Vの位置情報に基づく走行軌跡)を記憶部100で記憶する。
【0065】
運転制御部103は、記憶部100に記憶された「車間距離データ」を参照しながら、自車両Vの走行速度に応じた設定車間距離を空けて相対運転制御を行っている。
「車間距離データ」とは、自車両Vの走行速度と、設定車間距離との対応関係を示すデータテーブルである。
なお、運転制御部103は、これに限られず、自車両Vと対象車両FVの同期状態(例えば、対象車両FVが「1m」走行すると、自車両Vも「1m」走行する状態)により、対象車両FVに対して自車両Vの相対運転制御を行っても良い。
【0066】
<<モード変更(相対運転⇒自律運転)>>
(対象車両が停止動作した場合)
モード変更部106は、
図6Bに示すように「相対運転モード」が設定された状態で相対運転制御が行われているときに、対象車両FVに関する所定の走行条件、自車両Vに関する所定の走行条件がそれぞれ成立すると、相対運転モードから「自律運転モード」に変更する。
「対象車両FVに関する所定の走行条件」とは、自車両Vが効率良く走行するために、自車両Vが対象車両FVを追い越す必要が生じたこと、あるいは対象車両FVとは異なる経路を走行する必要が生じたことが対象車両FVの挙動(走行状態の変化)から検知された場合である。
例えば、走行中の対象車両FVが道路脇(路側帯)に停止動作したこと、または停止動作を開始したことが、対象車両FVの挙動から検知された場合である。「停止動作を開始したこと」とは、例えば、対象車両FVの加速度が0(km/h/s)以下となり、自車両Vとの走行速度(km/h)の差が所定の閾値以上になったこと等が想定される。
また「自車両Vに関する所定の走行条件」とは、自車両Vが対象車両FVを追い越すための走行予定経路を走行することが可能であることが検知された場合である。
【0067】
詳しく述べると、まず、条件判定部107(第1判定部107a)が、相対運転制御が行われているときに、「対象車両FVに関する所定の走行条件」が成立したか否かを判定する。
第1判定部107aによって上記走行条件が成立したと判定された場合に、第2判定部107bが、「自車両Vに関する所定の走行条件」が成立したか否かを判定する。
第2判定部107bによって上記走行条件が成立したと判定された場合に、モード変更部106が、「相対運転モード」から「自律運転モード」に変更する。
一方で、第1判定部107aによって上記走行条件が成立しないと判定された場合、あるいは、第2判定部107bによって上記走行条件が成立しないと判定された場合には、モード変更部106は「相対運転モード」を継続し、運転制御部103は「相対運転制御」を継続して行う。
つまり、対象車両FV、自車両Vに関する所定の走行条件とは、自車両Vの相対運転制御を解除するための「相対運転解除条件」と言い換えることもできる。
【0068】
以下、
図6Cに示すように、走行中の対象車両FVが道路脇に停止動作した場合を想定して説明する。このとき、対象車両FVが道路脇に停止動作したことを「対象車両FVに関する所定の走行条件」とする。また、自車両Vが対象車両FVを追い越すことが可能であるものとする。
【0069】
環境情報取得部101は、
図6Bに示すように「相対運転モード」が設定された状態で相対運転制御が行われているときに、対象車両FVが道路脇に停止動作したこと(停止動作を開始したこと)を検出する。
当該検出結果に基づいて、第1判定部107aは、対象車両FVに関する走行条件が成立したと判定する。
続いて、第2判定部107bは、環境情報と、自車両Vの位置情報と、対象車両FVの位置情報とに基づいて自車両Vが対象車両FVを追い越すための走行予定経路を走行することが可能であると判定する(自車両Vに関する走行条件が成立したと判定する)。
これら判定結果に基づいて、モード変更部106は、「相対運転モード」から「自律運転モード」に変更する。
【0070】
モード変更部106によって「自律運転モード」に変更されると、走行予定経路設定部108は、環境情報と、自車両Vの位置情報と、対象車両FVの位置情報とに基づいて自車両Vの新たな走行予定経路を設定する(
図6C参照)。
走行予定経路設定部108によって新たな走行予定経路が設定されると、運転制御部103は、環境情報と、自車両Vの位置情報とに基づいて、新たな走行予定経路に沿って自車両Vを自律的に走行させる自律運転制御を行う。
具体的には
図6Cに示すように、運転制御部103は、自車両Vが対象車両FVを追い越すように自律運転制御を行う。
【0071】
(対象車両が分岐点で別れた場合)
第1判定部107a、第2判定部107bによって判定される対象車両FV、自車両Vに関する走行条件のほか、モード変更部106は、「相対運転モード」が設定された状態で相対運転制御が行われているときに、対象車両FVの走行予定経路に応じた条件が成立すると、相対運転モードから「自律運転モード」に変更する。そして、走行予定経路設定部108は、自車両Vの新たな走行予定経路を設定する。
この場合、モード変更部106は、第1判定部107a、第2判定部107bによる判定結果を問わず、相対運転モードから「自律運転モード」に強制的に変更する。
【0072】
「走行予定経路に応じた所定の条件」とは、対象車両FVの走行予定経路と、自車両Vの走行予定経路とが合致しなくなったことが検知された場合である。
例えば、対象車両FVの走行予定経路が予め取得されており、当該走行予定経路が合致しなくなったこと、あるいは対象車両FVの走行予定経路が変更され、変更後の走行予定経路が合致しなくなったこと等が想定される。
以下、対象車両FVと自車両Vが分岐点で別れる場合を想定して説明する。
【0073】
通信部105は、
図6Bに示すように「相対運転モード」が設定された状態で相対運転制御が行われているときに、車両情報発信装置50から、対象車両FVの位置情報と、走行予定経路の情報とを含む「対象車両情報」を受信する。
当該「対象車両情報」に基づいて、第3判定部107cは、対象車両FVが自車両Vの走行予定経路とは異なる経路を走行したか否かを判定する。
第3判定部107cによって対象車両FVが異なる経路を走行したと判定された場合に、モード変更部106は、第1判定部107a、第2判定部107bによる判定結果を問わず、「相対運転モード」から「自律運転モード」に変更する。
【0074】
モード変更部106によって「自律運転モード」に変更されると、走行予定経路設定部108は、自車両Vの既存の走行予定経路へと導くまでの自車両Vの新たな走行予定経路を設定する。
走行予定経路設定部108によって新たな走行予定経路が設定されると、運転制御部103は、新たな走行予定経路に沿って自車両Vの自律運転制御を行い、自車両Vが既存の走行予定経路における所定地点まで戻るように自律走行する。その後、当該所定地点から目的地まで既存の走行予定経路に沿って自車両Vが自律走行する。
【0075】
<<対象車両の追い越し>
次に、自車両Vが対象車両FVを追い越す運転制御について詳しく説明する。
図6Cに示すように、走行中の対象車両FVが道路脇に停止動作し(対象車両FVに関する走行条件が成立し)、自車両Vが対象車両FVを追い越し可能である場合(自車両Vに関する走行条件が成立した場合)には、走行予定経路設定部108が、新たに第1走行経路から第3走行予定経路までを設定する。
【0076】
詳しく述べると、走行予定経路設定部108は、自車両Vが対象車両FVよりも後方位置にいるときに、自車両Vの現在の「走行位置P1」と、対象車両FVの横に並ぶ「第1の走行予定位置(走行位置P2)」とを結ぶ「第1の走行予定経路R1」を設定する。
そして、走行予定経路設定部108は、自車両Vが対象車両FVの横に並ぶ位置に到達したときに、自車両Vの現在の「走行位置P2」と、対象車両FVよりも前方に位置する「第2の走行予定位置(走行位置P3)」とを結ぶ「第2の走行予定経路R2」を設定する。
そして、走行予定経路設定部108は、自車両Vが対象車両FVよりも前方位置に到達したときに、自車両Vの現在の「走行位置P3」を基準とした「第3の走行予定経路R3」を設定する。
【0077】
「第1の走行予定経路R1」とは、自車両Vが対象車両FVに追いつき、対象車両FVの横に並ぶための走行予定経路である。
「第2の走行予定経路R2」とは、自車両Vが対象車両FVを追い越し、対象車両FVよりも前方位置に到達するための走行予定経路である。
「第3の走行予定経路R3」とは、対象車両FVを追い越した自車両Vが、現在の走行位置を基準として(スタート位置として)目的地に辿り着くための走行予定経路である。
なお、走行予定経路設定部108は、自車両Vが対象車両FVを円滑に追い越すべく、第1から第3までの走行予定経路を設定しているが、これに限定されることはない。
例えば、自車両Vの周囲に移動物体や建物等の障害物が多く存在する環境の場合には、走行予定経路設定部108は、第1から第N(Nは4以上の自然数)までの走行予定経路を設定しても良い。
また例えば、自車両Vの周囲に障害物が存在しない環境の場合、あるいは、対象車両FVが走行道路から完全に離れた場合(幅広な路側帯に停止した場合)には、走行予定経路設定部108は、第1の走行予定経路(目的地までの走行予定経路)のみ設定することとしても良い。
【0078】
<<対象車両の追い越し中止>
次に、自車両Vが対象車両FVの追い越しを中止する運転制御について詳しく説明する。
図6Dに示すように、自車両Vが対象車両FVを追い越すために自律運転制御が行われているときに、停止した対象車両FVが再び走行開始した場合を想定して説明する。
第1判定部107aは、上記自律運転制御が行われているときに、停止した対象車両FVが走行開始したか否かを環境情報に基づいて判断する。
【0079】
第1判定部107aによって対象車両FVが走行開始したと判断されたときに、自車両Vが新たな走行予定経路に沿って走行開始していない場合には、モード変更部106は、「自律運転モード」から「相対運転モード」に変更する。そして、運転制御部103は、相対運転制御を行う。
すなわち、自車両Vは、対象車両FVの追い越しを中止し、対象車両FVに追従して走行する(
図6Bに示す走行状態に戻る)。
【0080】
第1判定部107aによって対象車両FVが走行開始したと判断されたときに、自車両Vが新たな走行予定経路に沿って走行開始している場合には、
図6Dに示すように、運転制御部103は、自車両Vが相対運転制御を行うことが可能な位置まで移動するように自律運転制御を行う。
詳しく述べると、走行予定経路設定部108が、自車両Vの現在の「走行位置P4」と、走行開始した対象車両FVよりも後方に位置する「走行予定位置(走行位置P5)」とを結ぶ「復帰予定経路R4」を設定する。
そして、自車両Vが対象車両FVよりも後方位置に到達したときに、モード変更部106が、「自律運転モード」から「相対運転モード」に変更する。そして、運転制御部103が、自車両Vの相対運転制御を行う。
【0081】
なお、自車両Vが対象車両FVを既に追い越した場合、すなわち、自車両Vが対象車両FVよりも前方位置に到達し、自車両Vと対象車両FVが所定の距離(閾値)以上離れた場合には、運転制御部103がそのまま自律運転制御を行い、自車両Vが対象車両FVを追い越すこととしても良い。
あるいは、自車両Vと対象車両FVが所定の距離(閾値)以上離れていない場合には、運転制御部103が自律運転制御を行い、自車両Vは対象車両FVが進むのを待ってから、対象車両FVの後方位置に移動しても良い。当然ながら、その後は、運転制御部103が、自車両Vの相対運転制御を行う。
すなわち、自車両Vと対象車両FVの位置関係(追い越し位置関係)に基づいて、自車両Vが追い越しを継続するか、あるいは自車両Vが追い越しを中止するかを判断する「判断部(追い越し判断部)」を車両走行制御装置1が備えていても良い。
【0082】
前述の通り、自車両Vと対象車両FVの位置関係として、前方、後方及び横並びがある。このときの「前方」及び「後方」とは、自車両V及び対象車両FVの移動平面上の1軸方向において、自車両V及び対象車両FVそれぞれの位置情報が異なっており、自車両V及び対象車両FVに所定の距離が存在する状態を示す。また、「横並び」とは、同1軸方向において、位置情報が同じ若しくは実質的に同じであって、自車両V及び対象車両FVに所定の距離が存在しない若しくは存在しても走行上の誤差である状態を示す。言い換えれば、「横並び」とは、1軸方向と直交する他の軸方向に対して、自車両Vおよび対象車両FVそれぞれの位置情報が異なった状態を示す。
また、自車両V及び対象車両FVそれぞれの位置情報は、自車両V及び対象車両FV上の任意の位置(座標位置)によって特定され、例えば、自車両V及び対象車両FVの先端部分や後端部分のほか、中心点や重心点等であっても良い。
【0083】
上記構成により、自車両Vが対象車両FVに追従して(相対して)走行可能とし、必要に応じて自車両Vの運転状態を変更し、自車両Vを効率良く運転させることが可能な車両走行制御装置1を実現できる。
また、車両走行制御装置1を利用することで、対象車両FVが走行途中で停止した場合、あるいは走行途中で休憩場所に立ち寄った場合に、必要に応じて「相対運転(追従運転)」から「自律運転」に切り替えて対象車両を追い越すこと(対象車両を追い越すルートを設定すること)が可能となる。
【0084】
<<遠隔運転制御>>
次に、「遠隔運転制御」について説明する。
映像処理部109は、複数の撮像装置11a-11iから自車両Vの外部映像データをそれぞれ取得し、所定のレイアウト情報に基づいてそれぞれの外部映像を合成した合成映像(合成映像データ)を作成する。
上記合成映像を生成し、生成した合成映像データを遠隔操作装置70に向けて送信することで、複数の外部映像データを送信する場合と比較してデータ通信コストを削減できる。
【0085】
通信部105は、車載通信装置40を利用して車両走行制御装置1と遠隔操作装置70の間でデータの送受信を実行する。
具体的には、通信部105は、自車両Vの「遠隔運転」に必要な情報として、環境情報取得部101によって得られた「環境情報」と、位置情報取得部102によって得られた「現在の位置情報」とを遠隔操作装置70に向けて送信する。
また、通信部105は、オペレータによるユーザ入力を受け付けた遠隔操作装置70から、自車両Vの「運転操作情報」を受信する。
運転制御部103は、遠隔操作装置70から取得した自車両Vの「運転操作情報」に基づいて総合ECU31を制御し、自車両Vの「遠隔運転制御」を実行する。
【0086】
上記構成により、オペレータが自車両Vを遠隔操作して走行させる「遠隔運転制御」を行うことも可能な車両走行制御装置1を実現することができる。
そのため、対象車両FVの挙動に応じて「遠隔運転制御」と「相対運転制御」の切り替えを行うことも可能となる。「遠隔運転制御」から「相対運転制御」に切り替わると、オペレータが自車両Vの遠隔運転の作業から解放されることになる。
【0087】
<車両走行制御方法>
次に、車両走行制御システムSで実行される車両走行制御プログラム(車両走行制御作方法)の処理の一例について、
図7、
図8に基づいて説明する。
本実施形態に係る上記プログラムは、記憶部100を備えた車両走行制御装置1の機能的な構成要素として、上述した環境情報取得部101と、位置情報取得部102と、運転制御部103と、車両検知部104と、通信部105と、モード変更部106と、条件判定部107と、走行予定経路設定部108と、映像処理部109と、を実現させるためのプログラムであって、車両走行制御装置1のCPUがこの車両走行制御プログラムを実行する。
上記プログラムは、ユーザ(具体的には、自車両Vの運転手又は外部のオペレータ)からの操作指示を受け付けて実行されるものである。
【0088】
図7に示す車両走行制御フローでは、まず、車両走行制御装置1が、自車両Vの走行開始に伴って「自律運転モード」を設定する。ステップS1から始まる。
なお、車両走行制御装置1は、「自律運転モード」の代わりに「遠隔操作運転モード」を設定しても良い。
仮に「遠隔操作運転モード」が設定された場合には、後述のステップS3で、運転制御部103が、自車両Vの遠隔操作運転制御を行うことになる。
【0089】
次に、ステップS2で、環境情報取得部101が自車両Vの周囲における「環境情報」を取得開始し、また位置情報取得部102が「自車両Vの位置情報」を取得開始する。
そして、ステップS3で、運転制御部103が、環境情報と、自車両Vの位置情報とに基づいて総合ECU31を制御し、自車両Vの「自律運転制御」を行う(
図6A参照)。
【0090】
次に、ステップS4で、車両検知部104が、所定の前走車両が自車両Vの走行予定経路において追従対象となる対象車両FVであるか否かを検知する。
具体的には、車両検知部104は、撮像装置11によって認識された所定の前走車両の識別マーク60の認識結果をもとに、当該前走車両が対象車両FVであるか否かを上記の所定の相対運転開始条件をもとに判断する。
車両検知部104が、所定の相対運転開始条件を満たすことで対象車両FVであると判断した場合には(ステップS4:Yes)、ステップS5に進む。一方で、車両検知部104が、所定の相対運転開始条件を満たさず、対象車両FVであると判断していない場合には(ステップS4:Nо)、ステップS2に戻る。つまり、「自律運転モード」での自律運転制御を継続する。
【0091】
次に、ステップS5で、モード変更部106が、「自律運転モード」が設定された状態で「相対運転モード」を設定する。言い換えれば、「自律運転モード」を有効状態としながら「相対運転モード」を無効状態から有効状態へと変更する。
【0092】
次に、ステップS6で、通信部105が、車両検知部104によって検知された「対象車両FVの位置情報」を含む「対象車両情報」の受信を試みる。
詳しく述べると、通信部105は、対象車両FVに搭載された車両情報発信装置50とネットワークを介した通信を開始し、車両情報発信装置50から対象車両FVの位置情報を受信することを試みる。
【0093】
通信部105が対象車両FVから当該対象車両FVの位置情報を受信した場合には(ステップS6:Yes)、ステップS7に進み、運転制御部103が、「環境情報」と、「自車両Vの位置情報」と、「対象車両FVの対象車両情報」とに基づいて総合ECU31を制御し、対象車両FVに対して自車両Vの「相対運転制御」を行う(
図6B参照)。
一方で、通信部105が対象車両FVの位置情報を受信しなかった場合には(ステップS6:No)、ステップS8に進み、「自律運転モード」が設定された状態で、モード変更部106が「相対運転モード」を有効状態から無効状態へと変更して解除した上でステップS2に戻る。
【0094】
次に、ステップS9で、第1判定部107aが、「相対運転モード」が設定された状態で相対運転制御が行われているときに、「対象車両FVに関する所定の走行条件」が成立したか否かを判定する。
具体的には、第1判定部107aは、対象車両FVが道路脇に停止動作したか否かを判定する(
図6C参照)。
第1判定部107aによって上記走行条件が成立したと判定された場合には(ステップS9:Yes)、ステップS10に進み、第2判定部107bが、「自車両Vに関する所定の走行条件」が成立したか否かを判定する。
具体的には、第2判定部107bは、自車両Vが対象車両FVを追い越すための走行予定経路を走行することが可能であるか否かを判定する(
図6C参照)。
【0095】
第2判定部107bによって上記走行条件が成立したと判定された場合(ステップS10:Yes)、ステップS11に進み、モード変更部106が、「相対運転モード」を有効状態から無効状態へと変更して解除する。
一方で、ステップS9:Noの場合、またステップS10:Noの場合には、ステップS7に戻ることになる。
【0096】
次に、ステップS12で、走行予定経路設定部108が新たな走行経路を設定した上で、ステップS13で、運転制御部103が、
図6Cに示すように「自律運転モード」により自律運転制御を行う。
具体的には、運転制御部103は、自車両Vが対象車両FVを追い越すように自律運転制御を行う。
【0097】
最後に、ステップS14で、車両走行制御装置1が、自車両Vが目的地に到着したこと、若しくは自律運転モードによる自律運転制御を終了するものと判定した場合には(ステップS14:Yes)、
図7のプロセスを終了する。
一方で、車両走行制御装置1が引き続き自車両Vの運転制御を行う場合には(ステップS14:Nо)、ステップS2に戻る。
【0098】
続いて
図8に示す処理フローは、上記ステップS13の「対象車両の追い越し」の詳細を示す処理フローである。
まず、ステップS13-1で、第1判定部107aが、自律運転制御が行われているときに、停止中の対象車両FVが走行開始したか否かを環境情報に基づいて判断する。
第1判定部107aによって対象車両FVが走行開始したと判断された場合(ステップS13-1:Yes)、ステップS13-2に進み、運転制御部103は、対象車両FVの追い越しを中止するように運転制御を行う。
一方で、対象車両FVが走行開始していないと判断された場合には(ステップS13-1:No)、ステップS13-7に進み、運転制御部103は、対象車両FVの追い越しを継続するように運転制御を行う。
【0099】
次に、ステップS13-3で、第1判定部107aは、自車両Vが新たな走行予定経路に沿って既に走行開始しているか否かを判断する。
自車両Vが既に走行開始していると判断された場合(ステップS13-3:Yes)、ステップS13-4に進み、運転制御部103は、自車両Vが対象車両FVよりも後方位置に移動するように自律運転制御を行う(
図6D参照)。
一方で、自車両Vが未だ走行開始していないと判断された場合には(ステップS13-3:No)、ステップS13-5に進む。
【0100】
次に、ステップS13-5で、モード変更部106は「相対運転モード」を再設定し、ステップS13-6で、運転制御部103は、自車両Vが対象車両FVに追従して走行するように相対運転制御を再開する(
図6Bに示す走行状態に戻る)。
上記ステップS13-6を経て、
図8のプロセスを終了する。
【0101】
一方で、ステップS13-7では、運転制御部103が、対象車両FVの追い越しを継続するように自律運転制御を行う。
そして、ステップS13-8で、運転制御部103は、自車両Vが対象車両FVよりも前方位置に移動するように自律運転制御を行う。
最後に、ステップS13-9で、運転制御部103は、自車両が対象車両FVを追い越し、目的地に向かって走行するように自律運転制御を継続して行う。
上記ステップS13-9を経て
図8のプロセスを終了する。
【0102】
上記の車両走行制御プログラムの構成により、自車両Vが対象車両FVに相対して走行可能とし、必要に応じて自車両Vの運転状態を変更することが可能となる。
また、対象車両FVの位置情報をリアルタイムで受信し、対象車両FVの挙動に応じて「自律運転制御」と「相対運転制御」の切り替えを行うことが可能となる。
【0103】
<その他の実施形態>
上記実施形態では、
図2に示すように、車両走行制御システムSが、車両走行制御装置1と、車載ECU30とを備えており、「自律運転機能(車載ECU30)」を搭載した自車両Vに対して「相対運転機能及び遠隔運転機能(車両走行制御装置1)」を新たに付与するものであったが、特に限定されることなく変更可能である。
例えば、車両走行制御装置1が車載ECU30の機能を兼ねていても良い。すなわち、車両走行制御システムSが、車両走行制御装置1(車載ECU30の機能を含む)と、車載センサ10と、車載ロケータ20と、車載通信装置40と、車両情報発信装置50と、識別マーク60と、遠隔操作装置70と、から構成されていても良い(車載ECU30を構成から外しても良い)。
【0104】
上記実施形態では、
図2に示すように、車両走行制御システムSが、車両走行制御装置1と、車載ロケータ20と、車載通信装置40とを備えているが、特に限定されることなく、車両走行制御装置1が車載ロケータ20及び車載通信装置40の機能を兼ねていても良い。
すなわち、車両走行制御システムSが、車両走行制御装置1と、車載センサ10と、車載ECU30と、車両情報発信装置50と、識別マーク60と、遠隔操作装置70と、から構成されていても良い。
【0105】
上記実施形態では、運転制御部103が、車両検知部104によって対象車両FVが検知され、通信部105によって前走車両情報が受信され、モード変更部106によって「自律運転モード」から「相対運転モード」に変更されたことにより、自車両Vの相対運転制御を行うこととしている。
ここで、対象車両FVが検知され、その後に前走車両情報が受信され、その後に「相対運転モード」に変更された場合に、運転制御部103が相対運転制御を行うことに限定されるものではない。
例えば、前走車両情報が受信され、その後に対象車両FVが検知され、その後に「相対運転モード」に変更された場合に、運転制御部103が相対運転制御を行っても良い。
あるいは、対象車両FVが検知され、その後に「相対運転モード」に変更され、その後に前走車両情報が受信された場合に、運転制御部103が相対運転制御を行っても良い。
【0106】
上記実施形態では、車両走行制御装置1が読み取り可能な記録媒体に車両走行制御プログラムが記憶されており、車両走行制御装置1が当該プログラムを読み出して実行することによって処理が実行される。ここで車両走行制御装置1が読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等をいう。
そのほか、車両走行制御装置1となる端末(携帯端末)を利用して専用ソフトウェアを起動させて、ウェブブラウザ上で車両走行制御プログラムが実行されることとしても良い。
【0107】
上記実施形態では、主として本発明に係る車両走行制御装置及び車両走行制御方法に関して説明した。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【0108】
S 車両走行制御システム
V 自車両
V1 電動パワーステアリング
V1a ハンドル
V2 電動スロットル
V2a アクセルペダル
V3 電磁ブレーキ装置
V3a ブレーキペダル
FV 対象車両
1 車両走行制御装置
10 車載センサ
11 撮像装置
11a~11i 第1撮像装置~第9撮像装置
12 レーダ(ミリ波レーダ)
12a~12d 第1レーダ~第4レーダ
13 ライダ
13a~13e 第1ライダ~第5ライダ
20 車載ロケータ
21 GNSS受信機(RTK-GNSS受信機)
22 慣性測定装置(IMU)
30 車載ECU
31 総合ECU
32 ハンドルECU
33 アクセルECU
34 ブレーキECU
40 車載通信装置
50 車両情報発信装置
51 車載ロケータ
51a GNSS受信機
51b 慣性測定装置
52 車載通信装置
60 識別マーク
60a~60l 第1識別マーク~第12識別マーク
70 遠隔操作装置
71 表示モニタ
72 表示ナビモニタ
73 ハンドル
74 アクセルペダル
75 ブレーキペダル
76 操作スイッチ
100 記憶部
101 環境情報取得部
102 位置情報取得部
102a 絶対位置算出部
102b 相対位置算出部
102c 補正位置算出部
102d 受信判定部
103 運転制御部
104 車両検知部
105 通信部
106 モード変更部
107 条件判定部
107a 第1判定部
107b 第2判定部
107c 第3判定部
108 走行予定経路設定部
109 映像処理部
500 記憶部
501 位置情報取得部
502 通信部(第2通信部)
700 記憶部
701 通信部(第3通信部)
702 画面表示部
703 操作データ作成部
704 ユーザ報知部
P1~P5 走行位置
R1~R3 第1~第3の走行予定経路
R4 復帰予定経路
SA 人工衛星
ST 基準局