ホーム > 特許ランキング > いすゞ自動車株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-11
(45)【発行日】2023-12-19
(54)【発明の名称】自動運転装置
(51)【国際特許分類】
B60W 30/09 20120101AFI20231212BHJP
B60W 40/04 20060101ALI20231212BHJP
B60W 40/06 20120101ALI20231212BHJP
B60W 40/107 20120101ALI20231212BHJP
B60W 40/114 20120101ALI20231212BHJP
B60W 60/00 20200101ALI20231212BHJP
G08G 1/16 20060101ALI20231212BHJP
【ＦＩ】
B60W30/09
B60W40/04
B60W40/06
B60W40/107
B60W40/114
B60W60/00
G08G1/16 C
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022153061
(22)【出願日】2022-09-26
【審査請求日】2022-11-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000000170
【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004222
【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100166006
【弁理士】
【氏名又は名称】泉 通博
(74)【代理人】
【識別番号】100154070
【弁理士】
【氏名又は名称】久恒 京範
(74)【代理人】
【識別番号】100153280
【弁理士】
【氏名又は名称】寺川 賢祐
(74)【代理人】
【識別番号】100167793
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 学
(72)【発明者】
【氏名】原 英之
【審査官】藤村 泰智
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－０３８６２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０３８６２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０６８０１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１６０５３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６１３２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｗ ３０／００ ～ ６０／００
Ｇ０８Ｇ １／００ ～ １／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両の運転行動を決定する自動運転装置であって、前記自車両の進行方向の前方に前記自車両が停車すべき停止線が特定されると、前記自車両が交通ルールに違反するリスクを示す斥力ポテンシャルであり、かつ前記停止線に対する前記自車両の停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部と、
前記ポテンシャルモードが前記出力モードになったら、特定された前記停止線の位置に前記停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部と、
前記停止位置ポテンシャルに基づく違反リスクを含み、かつ前記自車両の加速度及びヨーレートをパラメータとする行動コスト関数を最小化する加速度及びヨーレートを求めることにより、前記自車両の加速度及びヨーレートを決定する運転行動決定部と、
を備える自動運転装置。
【請求項2】
前記出力モード決定部は、前記ポテンシャルモードを前記出力モードに決定した後前記自車両が停止したら、前記ポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力しない不出力モードに決定し、前記交通ポテンシャル生成部は、前記ポテンシャルモードが前記出力モードから前記不出力モードになったら、生成した前記停止位置ポテンシャルを消去する、
請求項１に記載の自動運転装置。
【請求項3】
前記出力モード決定部は、前記自車両が停止した後、前記自車両が前記停止線を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしたら、前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定する、請求項２に記載の自動運転装置。
【請求項4】
前記出力モード決定部は、前記停止線を介して前記自車両の反対側に障害物が検出されておらず、かつ前記自車両の周辺に障害物が検出されていない場合、前記進行可能条件を満たしたと判定する、請求項３に記載の自動運転装置。
【請求項5】
前記出力モード決定部は、前記進行可能条件を満たしたら前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定するとともに、前記停止線から前記自車両の進行方向前方に所定の停止距離だけ離れた２段階停止位置で停止するための２段階停止ポテンシャルを出力するか否かを示す２段階ポテンシャルモードを２段階出力モードに決定し、前記交通ポテンシャル生成部は、前記２段階ポテンシャルモードが前記２段階出力モードに決定されたら、前記２段階停止位置に前記２段階停止ポテンシャルを生成する、
請求項３又は４に記載の自動運転装置。
【請求項6】
前記出力モード決定部は、前記２段階ポテンシャルモードが前記２段階出力モードになって、前記自車両が前記２段階停止位置に停止した後に、前記進行可能条件を満たしたら、前記２段階ポテンシャルモードを、前記２段階停止ポテンシャルを出力しない２段階不出力モードに決定し、前記交通ポテンシャル生成部は、前記２段階ポテンシャルモードが前記２段階不出力モードになったら前記２段階停止ポテンシャルを消去する、
請求項５に記載の自動運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自車両の運転行動を決定する自動運転装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自車両が走行する道路の道路標識に応じて自車両の運転行動を決定する技術が知られている。特許文献１には、自車両の周辺を走行するバイクを自車両が追い越した後に、停止線や横断歩道などの道路標識に従って一時停止したら、追い越したバイクに追いつかれるかを判定して、自車両の運転行動を決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２１－１５４７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
自車両が走行する道路には、停止線や横断歩道だけでなく、追い越し禁止や転回禁止等の複数の道路標識がある。複数の道路標識毎に、自車両周辺の他車両と自車両の位置関係を判定して運転行動を決定すると、運転行動を決定する処理が複雑になってしまう。
【0005】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、自車両を停止線に停止させる運転行動を決定する処理を簡潔にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の態様においては、ポテンシャル場に基づいて自車両の運転行動を決定する自動運転装置であって、前記自車両の進行方向の前方に前記自車両が停車すべき停止線が特定されると、前記停止線に対する前記自車両の停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部と、前記ポテンシャルモードが前記出力モードになったら、特定された前記停止線の位置に前記停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部と、を備える自動運転装置を提供する。
【0007】
前記出力モード決定部は、前記ポテンシャルモードを前記出力モードに決定した後前記自車両が停止したら、前記ポテンシャルモードを、前記停止位置ポテンシャルを出力しない不出力モードに決定し、前記交通ポテンシャル生成部は、前記ポテンシャルモードが前記出力モードから前記不出力モードになったら、生成した前記停止位置ポテンシャルを消去してもよい。
【0008】
前記出力モード決定部は、前記自車両が停止した後、前記自車両が前記停止線を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしたら、前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定してもよい。
【0009】
前記出力モード決定部は、前記停止線を介して前記自車両の反対側に障害物が検出されておらず、かつ前記自車両の周辺に障害物が検出されていない場合、前記進行可能条件を満たしたと判定してもよい。
【0010】
前記出力モード決定部は、前記進行可能条件を満たしたら前記ポテンシャルモードを前記不出力モードに決定するとともに、前記停止線から前記自車両の進行方向前方に所定の停止距離だけ離れた２段階停止位置で停止するための２段階停止ポテンシャルを出力するか否かを示す２段階ポテンシャルモードを２段階出力モードに決定し、前記交通ポテンシャル生成部は、前記２段階ポテンシャルモードが前記２段階出力モードに決定されたら、前記２段階停止位置に前記２段階停止ポテンシャルを生成してもよい。
【0011】
前記出力モード決定部は、前記２段階ポテンシャルモードが前記２段階出力モードになって、前記自車両が前記２段階停止位置に停止した後に、前記進行可能条件を満たしたら、前記２段階ポテンシャルモードを、前記２段階停止ポテンシャルを出力しない２段階不出力モードに決定し、前記交通ポテンシャル生成部は、前記２段階ポテンシャルモードが前記２段階不出力モードになったら前記２段階停止ポテンシャルを消去してもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、自車両を停止線に停止させる運転行動を決定する処理を簡潔にできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】自動運転装置の構成を説明するための図である。
【図2】停止線を説明するための図である。
【図3】停止線ステートマシンの模式図である。
【図4】停止位置ポテンシャルを説明するための図である。
【図5】２段階停止ステートマシンの模式図である。
【図6】２段階停止位置を説明するための図である。
【図7】停止線の対応モードを決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
［自動運転装置１の構成］
図１は、自動運転装置１の構成を説明するための図である。自動運転装置１は、自動運転車両である自車両Ｖに搭載されている。自車両Ｖは、自動運転装置１の他に、センサ群２及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）３を搭載している。
図１は、自動運転装置１の構成を説明するための図である。自動運転装置１は、自動運転車両である自車両Ｖに搭載されている。自車両Ｖは、自動運転装置１の他に、センサ群２及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）３を搭載している。
【0015】
センサ群２は、自車両Ｖの状態及び周辺環境を検出するセンサである。センサ群２は、例えば自車両Ｖの状態として車速を検出する車速センサ及び加速度を検出する加速度センサを含み、自車両Ｖの車速及び加速度を検出する。センサ群２は、車両の位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含み、自車両Ｖの位置を検出する。また、センサ群２は、自車両Ｖの状態として、ヨーレートを検出するセンサを含み、ヨーレートを検出する。
【0016】
センサ群２は、周辺環境を検出するセンサとして、カメラ、レーダ、ＬＩＤＡＲ等の外部センサを有する。センサ群２は、外部センサの出力値を自動運転装置１に出力する。
【0017】
ＥＣＵ３は、自車両Ｖを制御する制御装置である。ＥＣＵ３は、自動運転装置１が決定した運転行動に従い、自車両Ｖの加速度及びヨーレートを制御する。例えば、ＥＣＵ３は、自動運転装置１が決定した加速度になるように自車両Ｖの駆動輪に接続されたエンジンのスロットル開度又はモータに供給する電力量を制御する。また、ＥＣＵ３は、自動運転装置１が決定したヨーレートになるように、自車両Ｖの操舵輪の角度を制御する。
【0018】
自動運転装置１は、記憶部１１及び制御部１２を備える。記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部１１は、制御部１２が実行するプログラムを記憶する。記憶部１１は、自車両Ｖが走行する道路を含む地図を記憶していてもよい。例えば、記憶部１１は、信号機の位置、停止線の位置、横断歩道の位置及び交差点の位置を含む地図を記憶する。
【0019】
制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部１２は、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、障害物検出部１２１、基本走行モード決定部１２２、基本走行ポテンシャル生成部１２３、障害物ポテンシャル生成部１２４、出力モード決定部１２５、交通ポテンシャル生成部１２６、コスト関数生成部１２７及び運転行動決定部１２８としての機能を実現する。
【0020】
障害物検出部１２１は、塀、ガードレール、道路標示、道路標識、看板等の静止障害物を検出する。例えば、障害物検出部１２１は、センサ群２に含まれるカメラが撮像した撮像画像を解析することにより、道路標示を検出する。道路標示は、例えば車両が停止すべき位置を示す停止線である。
【0021】
図２は、停止線４を説明するための図である。障害物検出部１２１は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方を撮像した撮像画像を解析することにより、進行方向Ｘの前方に存在する停止線４の位置Ｘｓｔｏｐを検出する。障害物検出部１２１は、記憶部１１に記憶された地図を参照して、自車両Ｖの位置から基準距離よりも長い検出距離以内の自車両Ｖの走行経路上の停止線４の位置Ｘｓｔｏｐを取得することにより、自車両Ｖの進行方向Ｘ前方の停止線４を特定してもよい。基準距離は、例えば５０メートルであるが、これに限定するものではない。障害物検出部１２１は、検出距離を、自車両Ｖの車速が大きいほど基準距離よりも長くする。
【0022】
障害物検出部１２１は、停止線４を特定する処理と同様の処理を行い、検出した停止線４に対応し、車両が停止線４に必ず一時停止すべきことを示す「止まれ」の道路標識４１を検出する。障害物検出部１２１は、撮像画像を解析したり、地図を参照したりすることにより、「止まれ」の道路標識４１がないことを検出してもよい。
【0023】
障害物検出部１２１は、撮像画像を解析することにより、自車両Ｖが走行中の走行車線の車道外側線Ｇ及び車線境界線Ｋを検出する。具体的には、障害物検出部１２１は、車道外側線Ｇ及び車線境界線Ｋの位置を検出する。障害物検出部１２１は、車道外側線Ｇ及び車線境界線Ｋを検出すると、車道外側線Ｇと車線境界線Ｋの距離を、走行車線の幅として検出する。
【0024】
障害物検出部１２１は、センサ群２の出力値に基づいて自車両Ｖの周囲の障害物を検出する。例えば、障害物検出部１２１は、他車両、自転車、歩行者等の移動障害物を検出する。
【0025】
基本走行モード決定部１２２は、複数の走行モードから一の走行モードを選択することにより自車両Ｖの基本走行モードを決定する。複数の走行モードは、車線維持モード、車線変更モード及び障害物回避モードである。基本走行モード決定部１２２は、自車両Ｖが走行中の走行車線を走行し続けるように、基本走行モードを車線維持モードに決定している。基本走行モード決定部１２２は、基本走行モードを車線維持モードに決定している間、自車両Ｖが走行中の走行車線の幅方向における中心位置を走行する走行軌道を生成する。具体的には、基本走行モード決定部１２２は、自車両Ｖが走行する道路の制限速度、周辺の物体（他車両、自転車、歩行者等）に基づき、自車両Ｖの目標速度、目標位置及び目標位置への目標到達時刻を含む走行軌道を決定する。
【0026】
基本走行モード決定部１２２は、自車両Ｖの走行車線の進行方向Ｘ前方に静止障害物が検出されたら、静止障害物を回避する走行軌道として、自車両Ｖの複数の走行モードの各々に応じた走行軌道を生成する。走行軌道は、障害物を回避する障害物回避モードに対応する回避軌道及び車線変更して障害物を回避する車線変更モードに対応する軌道である。また、基本走行モード決定部１２２は、現在の走行車線を維持する車線維持モードに対応する走行軌道を生成する。
【0027】
基本走行ポテンシャル生成部１２３は、決定した走行モードの走行軌道に応じて車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルを生成する。具体的には、基本走行ポテンシャル生成部１２３は、走行モードの走行軌道を走行するように設定された基本走行ポテンシャル場を生成し、生成した基本走行ポテンシャル場に応じて車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルを生成する。車速ポテンシャルは、自車両Ｖの目標速度と現時刻の速度との差に比例する引力又は斥力ポテンシャルである。車線ポテンシャルは、自車両Ｖの目標位置を基準とするポテンシャルであり、自車両Ｖの目標位置と現時刻の位置との差に比例する引力ポテンシャルである。
【0028】
障害物ポテンシャル生成部１２４は、センサ群２の出力値に基づいて自車両Ｖの周囲の障害物を検出する。例えば、障害物ポテンシャル生成部１２４は、移動障害物に応じて移動障害物ポテンシャル場を生成する。移動障害物ポテンシャル場は、移動障害物の速度及び向きに応じて所定時間毎に更新される時系列ポテンシャルである。また、障害物ポテンシャル生成部１２４は、静止障害物に応じて占有グリッドマップを生成する。具体的には、障害物ポテンシャル生成部１２４は、自車両Ｖが進入可能な領域と進入不可能な領域を区別するための占有グリッドマップを生成する。障害物ポテンシャル生成部１２４は、自車両Ｖの周辺の複数の障害物毎に移動障害物ポテンシャル場又は占有グリッドマップを生成する。障害物ポテンシャル生成部１２４は、移動障害物ポテンシャル場及び占有グリッドマップを統合した障害物ポテンシャルを生成する。
【0029】
出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方の自車両Ｖが停止すべき停止位置である停止線４が特定されたら、停止線４に対する対応モードを決定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、走行経路上の進行方向Ｘ前方に停止線４が特定されたら、停止線ステートマシンに基づいて停止線４への対応モードを決定する。図３は、停止線ステートマシンＳＭ１の模式図である。出力モード決定部１２５は、停止線４が特定されていなければ、停止線ステートマシンＳＭ１の状態を、停止線４が特定されていないことを示す未特定モードＳＭ１１に決定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの走行経路上に停止線４が特定されたら、停止線ステートマシンＳＭ１の状態を、未特定モードＳＭ１１から停止線４が特定されたことを示す特定モードＳＭ１２に遷移させる。
【0030】
出力モード決定部１２５は、未特定モードＳＭ１１から特定モードＳＭ１２に遷移させたら、停止線４に対して実行するタスクの実行状態を示すタスクモードＳＭ１３を、タスクが未完了であることを示す未完了モードＳＭ１３１に決定する。また、出力モード決定部１２５は、停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードＳＭ１４を、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードＳＭ１４１に決定する。停止位置ポテンシャルは、停止線４に対する自車両Ｖの停止位置の推奨度合いを示すポテンシャルである。言い換えると、停止位置ポテンシャルは、自車両Ｖが交通ルールに違反するリスクを示す斥力ポテンシャルである。
【0031】
交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ１４が出力モードＳＭ１４１になったら、停止線４の位置Ｘｓｔｏｐに停止位置ポテンシャルを生成する。図４は、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを説明するための図である。図４の横軸は、自車両Ｖの進行方向Ｘを示す。縦軸は、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐの大きさＺを示す。
【0032】
交通ポテンシャル生成部１２６は、停止線４の位置Ｘｓｔｏｐに近づくほど斥力の大きさ（Potential Value）が大きくなる停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。例えば、交通ポテンシャル生成部１２６は、停止線４の位置Ｘｓｔｏｐで斥力の大きさが最大値ｗｓｔｏｐになる停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。具体的には、交通ポテンシャル生成部１２６は、下記式（１）を用いて停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。
図４に示すとおり、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐは、停止線４の位置Ｘｓｔｏｐに近づくほど指数関数ｅｘｐに従って大きくなり、停止線４の位置Ｘｓｔｏｐで最大値ｗｓｔｏｐになる。なお、式（１）のαは、例えば停止線４の幅に相当する値であり、適宜定めればよい。
【数1】
【0033】
交通ポテンシャル生成部１２６は、自車両Ｖの走行車線の幅方向Ｙにおいて、走行車線の幅と同じ幅の停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。具体的には、交通ポテンシャル生成部１２６は、幅が走行車線の右端Ｙｍｉｎから走行車線の左端Ｙｍａｘまでの距離に等しい停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。具体例を挙げると、右端Ｙｍｉｎは車線境界線Ｋの位置であり、左端Ｙｍａｘは車道外側線Ｇの位置である。
【0034】
交通ポテンシャル生成部１２６は、障害物ポテンシャルよりも小さい停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。具体的には、交通ポテンシャル生成部１２６は、障害物ポテンシャルの最大値よりも最大値が小さい停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。これにより、障害物に接触するリスクよりも交通ルールに違反するリスクが小さくなるので、自動運転装置１は、停止線４で停車することを優先して、歩行者や他車両等の移動障害物に接触してしまうことを抑制できる。
【0035】
出力モード決定部１２５は、ポテンシャルモードＳＭ１４を出力モードＳＭ１４１に決定して、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐが生成された後、自車両Ｖが停止線４に停止したか否かを判定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの車速が０である状態で所定の停止時間が経過したら自車両Ｖが停車したと判定する。停止時間は適宜定めればよく、具体的な値は１秒であるが、これに限定するものではない。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの車速が０である状態が停止時間以上継続していなければ、自車両Ｖが停止していないと判定し、自車両Ｖが停車するまでタスクモードＳＭ１３を未完了モードＳＭ１３１に決定し続ける。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停車したら、タスクモードＳＭ１３を自車両Ｖが停車したことを示す停車モードＳＭ１３２に決定する。
【0036】
出力モード決定部１２５は、タスクモードＳＭ１３を停車モードＳＭ１３２に決定したら、自車両Ｖが停止線４を超えて進行可能か否かを判定するための進行可能条件を満たしたか否かを判定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、停止線４を介して自車両Ｖの反対側に障害物が検出されておらず、かつ自車両Ｖの周辺に自車両Ｖとの接触リスクがリスク閾値以上の移動障害物が検出されていなければ、進行可能条件を満たしたと判定する。リスク閾値は、例えば、平均的な運転者が車両を運転する際の衝突リスクよりも低い値である。
【0037】
出力モード決定部１２５は、停止線４を介して自車両Ｖの反対側に障害物が検出されているか、接触リスクがリスク閾値以上の移動障害物が検出されていれば、進行可能条件を満たしていないと判定する。これにより、出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの周辺に自車両Ｖと接触するおそれのある移動障害物があるときに自車両Ｖを進行させてしまうことを抑制できる。
【0038】
出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしたら、タスクモードＳＭ１３を、自車両Ｖが停止線４を超えて進行可能であることを示すクリアモードＳＭ１３３に決定する。出力モード決定部１２５は、タスクモードＳＭ１３をクリアモードＳＭ１３３に決定したら、ポテンシャルモードＳＭ１４を、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを出力しない不出力モードＳＭ１４２に決定する。交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ１４が不出力モードＳＭ１４２になったら、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを消去する。これにより、自車両Ｖが停止線４を超えて進行可能になったら、自車両Ｖが停止線４を超えて進行できるようになる。
【0039】
出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線４を超えて進行したことにより、当該停止線４が特定されなくなったら、対応モードを特定モードＳＭ１２から未特定モードＳＭ１１に遷移させる。出力モード決定部１２５は、停止線４が新たに特定されるまで、対応モードを未特定モードＳＭ１１に決定し続ける。
【0040】
以上のとおり、交通ポテンシャル生成部１２６は、出力モード決定部１２５が決定した対応モードに応じて停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成したり、消去したりする。つまり、交通ポテンシャル生成部１２６は、自車両Ｖの走行軌道や周辺の障害物に基づくポテンシャルや、他の交通ルールに対する判定結果とは無関係に、停止線４が特定されたか否かで停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐを生成する。
【0041】
コスト関数生成部１２７は、複数のポテンシャルを含み、自車両Ｖの運転行動をパラメータとする行動コスト関数を生成する。具体的には、コスト関数生成部１２７は、所定の予測時間内の車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルの累積値と、障害物ポテンシャルに基づく障害物リスクと、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐに基づく違反リスクとを含む行動コスト関数を生成する。障害物リスクは、予測時間内の複数の時点の各々の障害物ポテンシャルに基づくリスクのうちの最大値である。違反リスクは、予測時間内の停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐに基づくリスクのうちの最大値である。
【0042】
運転行動決定部１２８は、コスト関数生成部１２７が生成した行動コスト関数を最小化する値を求めて、運転行動を決定する。具体的には、運転行動決定部１２８は、加速度及びヨ―レートをパラメータとする行動コスト関数を最小化する加速度及びヨ―レートを求めることにより、自車両Ｖの運転行動である加速度及びヨ―レートを決定する。より具体的には、運転行動決定部１２８は、他の道路標識に対する判定や他のポテンシャルと干渉することなく生成された停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐに基づいて、自車両Ｖを停止線４に停止させる運転行動を決定できる。その結果、運転行動決定部１２８は、停止線４に関する他車両と自車両Ｖの位置関係を判定しなくてよくなるので、運転行動を決定する処理を簡潔にできる。
【0043】
（２段階停止）
ところで、運転者が車両を運転する場合、車両を停止線で停止させて安全確認を行った後、車両の進行方向Ｘ前方や、左右の状況を把握できるところまで進行して停止し、再度安全確認をする２段階停止を行うことがある。そこで、出力モード決定部１２５は、停止線ステートマシンＳＭ１を拡張して２段階停止に対応させた２段階停止ステートマシンに基づき、対応モードを決定する。図５は、２段階停止ステートマシンＳＭ２の模式図である。２段階停止ステートマシンＳＭ２の各モードのうちの、未特定モードＳＭ１１及び特定モードＳＭ１２は、停止線ステートマシンＳＭ１と同様である。
ところで、運転者が車両を運転する場合、車両を停止線で停止させて安全確認を行った後、車両の進行方向Ｘ前方や、左右の状況を把握できるところまで進行して停止し、再度安全確認をする２段階停止を行うことがある。そこで、出力モード決定部１２５は、停止線ステートマシンＳＭ１を拡張して２段階停止に対応させた２段階停止ステートマシンに基づき、対応モードを決定する。図５は、２段階停止ステートマシンＳＭ２の模式図である。２段階停止ステートマシンＳＭ２の各モードのうちの、未特定モードＳＭ１１及び特定モードＳＭ１２は、停止線ステートマシンＳＭ１と同様である。
【0044】
出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線４に停止して進行可能条件を満たしたことにより停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐが消去されたら、２段階停止ステートマシンＳＭ２の状態を２段階停止モードＳＭ１５に決定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、タスクモードＳＭ１３をクリアモードＳＭ１３３に決定し、かつポテンシャルモードＳＭ１４を不出力モードＳＭ１４２に決定したら、２段階停止ステートマシンＳＭ２の状態を特定モードＳＭ１２から２段階停止モードＳＭ１５に遷移させる。
【0045】
出力モード決定部１２５は、２段階停止ステートマシンＳＭ２の状態を２段階停止モードＳＭ１５に決定したら、２段階停止モードＳＭ１５のタスクモードＳＭ１６を未完了モードＳＭ１６１に決定する。また、出力モード決定部１２５は、自車両Ｖを２段階停止位置に停止させるための２段階停止ポテンシャルを出力するか否かを示す２段階ポテンシャルモードＳＭ１７を、２段階出力モードに決定する。図６は、２段階停止位置５を説明するための図である。図６において、自車両Ｖは停止線４の位置に停車しており、停止線４に対する停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐは消去されている。２段階停止位置５は、停止線４から自車両Ｖの進行方向Ｘ前方に停止距離ｄだけ離れた位置である。停止距離ｄは、適宜定めればよく、具体的な値は例えば２メートルであるが、これに限定するものではない。
【0046】
交通ポテンシャル生成部１２６は、２段階ポテンシャルモードＳＭ１７が２段階出力モードＳＭ１７１に決定されたら、２段階停止位置５に２段階停止ポテンシャルを生成する。交通ポテンシャル生成部１２６は、停止位置ポテンシャルＵｓｔｏｐと同様に、２段階停止位置５に近づくほど斥力が大きくなり、２段階停止位置５で最大値になる２段階停止ポテンシャルを生成する（図４参照）。
【0047】
基本走行ポテンシャル生成部１２３は、停止線４から２段階停止位置５までを徐行して走行する徐行軌道を生成する。例えば、基本走行ポテンシャル生成部１２３は、自車両Ｖが直ちに停止することができる速度以下の目標速度で徐行軌道を生成する。具体的には、基本走行ポテンシャル生成部１２３は、時速１０キロメートル以下であり、かつ１メートル以内で停止できる速度を目標速度とする徐行軌道を生成する。障害物ポテンシャル生成部１２４は、徐行軌道に基づく車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルを生成する。
【0048】
コスト関数生成部１２７は、徐行軌道に基づく車速ポテンシャル及び車線ポテンシャルの累積値と、障害物リスクと、２段階停止ポテンシャルに基づく違反リスクとを含む行動コスト関数を生成する。運転行動決定部１２８は、２段階停止ポテンシャルに基づく違反リスクを含む行動コスト関数を最小化する値を求めて、自車両Ｖの運転行動を決定する。このようにすることで、自動運転装置１は、自車両Ｖが停止線４に停止した後、２段階停止位置５まで徐行して進行し、自車両Ｖを２段階停止位置５に停止させることができる。
【0049】
出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが２段階停止位置５に停止したら、タスクモードＳＭ１６を停車モードＳＭ１６２に決定する。そして、出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしたか否かを再度判定する。具体的には、出力モード決定部１２５は、２段階停止位置５を介して自車両Ｖの反対側に障害物が検出されて検出されておらず、かつ自車両Ｖの周辺に接触リスクがリスク閾値以上の移動障害物が検出されていない場合、進行可能条件を満たしたと判定する。出力モード決定部１２５は、２段階停止位置５を介して自車両Ｖの反対側に障害物が検出されて検出されたか、自車両Ｖの周辺に接触リスクがリスク閾値以上の移動障害物が検出されていれば、進行可能条件を満たしていないと判定する。
【0050】
出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしたら、タスクモードＳＭ１６をクリアモードＳＭ１６３に決定する。そして、出力モード決定部１２５は、タスクモードＳＭ１６をクリアモードＳＭ１６３に決定したら、２段階ポテンシャルモードＳＭ１７を、２段階停止ポテンシャルを出力しない２段階不出力モードＳＭ１７２に決定する。交通ポテンシャル生成部１２６は、２段階ポテンシャルモードＳＭ１７が２段階不出力モードＳＭ１７２になったら、２段階停止ポテンシャルを消去する。これにより、自車両Ｖが２段階停止位置５を超えて進行可能になったら、自車両Ｖが２段階停止位置５を超えて進行できるようになる。
【0051】
出力モード決定部１２５は、２段階停止ポテンシャルが消去されて自車両Ｖが２段階停止位置５を通過したら、対応モードを２段階停止モードＳＭ１５から未特定モードＳＭ１１に遷移させる。出力モード決定部１２５は、停止線４が新たに特定されるまで、対応モードを未特定モードＳＭ１１に決定し続ける。
【0052】
［停止線４の対応モードを決定する処理］
図７は、停止線４の対応モードを決定する処理の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、自車両Ｖの進行方向Ｘ前方に停止線４が特定されたら実行される。
図７は、停止線４の対応モードを決定する処理の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、自車両Ｖの進行方向Ｘ前方に停止線４が特定されたら実行される。
【0053】
出力モード決定部１２５は、停止線ステートマシンＳＭ１の状態を停止線４が特定されたことを示す特定モードＳＭ１２に決定する（ステップＳ１）。出力モード決定部１２５は、タスクモードＳＭ１３を未完了モードＳＭ１３１に、ポテンシャルモードＳＭ１４を出力モードＳＭ１４１に決定する（ステップＳ２）。交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ１４が出力モードＳＭ１４１になったら、停止線４の位置に停止位置ポテンシャルを出力する。
【0054】
出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停車したか否かを判定する（ステップＳ３）。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの車速が０である状態で停止時間が経過したら自車両Ｖが停車したと判定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖの車速が０である状態が停止時間以上継続していなければ、自車両Ｖが停止していないと判定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止していない場合（ステップＳ３でＮｏ）、自車両Ｖが停車するまでステップＳ３を繰り返す。
【0055】
出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停車したと判定したら（ステップＳ３でＹｅｓ）、タスクモードＳＭ１３を自車両Ｖが停車したことを示す停車モードＳＭ１３２に決定する（ステップＳ４）。出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ５）。出力モード決定部１２５は、停止線４を介して自車両Ｖの反対側に障害物が検出されて検出されておらず、かつ自車両Ｖの周辺に移動障害物が検出されていない場合、進行可能条件を満たしたと判定する。出力モード決定部１２５は、停止線４を介して自車両Ｖの反対側に障害物が検出されているか、自車両Ｖの周辺に移動障害物が検出されていれば、進行可能条件を満たしていないと判定する。出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしていない場合（ステップＳ５でＮｏ）、進行可能条件を満たすと判定するまでステップＳ５を繰り返す。
【0056】
出力モード決定部１２５は、進行可能条件を満たしたら（ステップＳ５でＹｅｓ）、タスクモードＳＭ１３をクリアモードＳＭ１３３に、ポテンシャルモードＳＭ１４を不出力モードＳＭ１４２に決定する（ステップＳ６）。交通ポテンシャル生成部１２６は、ポテンシャルモードＳＭ１４が不出力モードＳＭ１４２になったら、生成した停止位置ポテンシャルを消去する。
【0057】
出力モード決定部１２５は、停止位置ポテンシャルが消去された後、自車両Ｖが進行して停止線４を通過したか否かを判定する（ステップＳ７）。出力モード決定部１２５は、停止位置ポテンシャルが生成された停止線４が特定されなくなったら自車両Ｖが停止線４を通過したと判定する。出力モード決定部１２５は、停止位置ポテンシャルが生成された停止線４が特定されている間、自車両Ｖが停止線４を通過していないと判定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線４を通過していなければ（ステップＳ７でＮｏ）、自車両Ｖが停止線４を通過するまでステップＳ７を繰り返す。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線４を通過したら（ステップＳ７でＹｅｓ）、停止線ステートマシンＳＭ１の状態を未特定モードＳＭ１１に決定する（ステップＳ８）。
【0058】
（変形例）
ところで、停止線４の付近には、一時停止すべきことを示す「止まれ」の道路標識がある場合と、ない場合とがある。停止線４の付近に「止まれ」の道路標識がある場合には、自車両Ｖを停止線４に停止させなければならないが、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識がない場合には、進行可能条件を満たしていれば自車両Ｖを停止線４に停止させずに進行させてもよい。そこで、出力モード決定部１２５は、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識があるか否かに応じて、進行可能条件を判定する時期を変える。具体的には、出力モード決定部１２５は、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識があることが特定されたら、自車両Ｖが停止線４に停止した後に進行可能条件を満たすか否かを判定する。
ところで、停止線４の付近には、一時停止すべきことを示す「止まれ」の道路標識がある場合と、ない場合とがある。停止線４の付近に「止まれ」の道路標識がある場合には、自車両Ｖを停止線４に停止させなければならないが、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識がない場合には、進行可能条件を満たしていれば自車両Ｖを停止線４に停止させずに進行させてもよい。そこで、出力モード決定部１２５は、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識があるか否かに応じて、進行可能条件を判定する時期を変える。具体的には、出力モード決定部１２５は、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識があることが特定されたら、自車両Ｖが停止線４に停止した後に進行可能条件を満たすか否かを判定する。
【0059】
一方で、出力モード決定部１２５は、停止線４の付近に「止まれ」の道路標識がないことが特定されたら、自車両Ｖが停止線４に到達する前に進行可能条件を満たすか否かを判定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線４に到達する前に進行可能条件を満たすと判定したら、タスクモードＳＭ１３をクリアモードＳＭ１３３に決定し、ポテンシャルモードＳＭ１４を不出力モードＳＭ１４２に決定する。出力モード決定部１２５は、自車両Ｖが停止線４に到達するまでに進行可能条件を満たさないと判定したら、タスクモードＳＭ１３を停車モードＳＭ１３２に決定し、ポテンシャルモードＳＭ１４を出力モードＳＭ１４１に決定する。これにより、自車両Ｖは、停止しなければならない停止線４で必ず停止し、停止しなくともよい停止線４では、進行可能条件を満たしていれば停止線４で停止することなく進行できる。
【0060】
［自動運転装置１の効果］
以上説明したとおり、自動運転装置１は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方に停止線４が特定されると、停止線４に対する停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードＳＭ１４を、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードＳＭ１４１に決定する。続いて、自動運転装置１は、ポテンシャルモードＳＭ１４を出力モードＳＭ１４１に決定したら、特定された停止線４の位置に停止位置ポテンシャルを生成する。そして、自動運転装置１は、停止位置ポテンシャルに基づく運手行動を決定する。
以上説明したとおり、自動運転装置１は、自車両Ｖの進行方向Ｘの前方に停止線４が特定されると、停止線４に対する停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードＳＭ１４を、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードＳＭ１４１に決定する。続いて、自動運転装置１は、ポテンシャルモードＳＭ１４を出力モードＳＭ１４１に決定したら、特定された停止線４の位置に停止位置ポテンシャルを生成する。そして、自動運転装置１は、停止位置ポテンシャルに基づく運手行動を決定する。
【0061】
このように、自動運転装置１は、停止線４が特定された場合に停止位置ポテンシャルを生成し、停止線４が特定されなければ停止位置ポテンシャルを生成しない。つまり、自動運転装置１は、自車両Ｖの走行軌道や周辺の障害物、他の道路標識に対する判定結果とは無関係に、停止線４が特定されたか否かで停止位置ポテンシャルを生成するか否かを決定している。そのため、自動運転装置１は、他の道路標識に対する判定や他のポテンシャルと干渉しない停止位置ポテンシャルに基づいて、自車両Ｖを停止線４に停止させる運転行動を決定できる。その結果、自動運転装置１は、他の道路標識と共に停止線４があっても、停止線４に関する他車両と自車両Ｖの位置関係の判定を行わずにすむので、運転行動を決定する処理を簡潔にできる。
【0062】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【0063】
Ｖ 自車両
１ 自動運転装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２１ 障害物検出部
１２２ 基本走行モード決定部
１２３ 基本走行ポテンシャル生成部
１２４ 障害物ポテンシャル生成部
１２５ 出力モード決定部
１２６ 交通ポテンシャル生成部
１２７ コスト関数生成部
１２８ 運転行動決定部
２ センサ群
３ ＥＣＵ
１ 自動運転装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２１ 障害物検出部
１２２ 基本走行モード決定部
１２３ 基本走行ポテンシャル生成部
１２４ 障害物ポテンシャル生成部
１２５ 出力モード決定部
１２６ 交通ポテンシャル生成部
１２７ コスト関数生成部
１２８ 運転行動決定部
２ センサ群
３ ＥＣＵ
【要約】
【課題】自車両Ｖを停止線に停止させる運転行動を決定する処理を簡潔にする。
【解決手段】ポテンシャル場に基づいて自車両Ｖの運転行動を決定する自動運転装置１は、自車両Ｖの進行方向の前方に自車両Ｖが停車すべき停止線が特定されると、停止線に対する自車両の停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部１２５と、ポテンシャルモードが出力モードになったら、特定された停止線の位置に停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部１２６と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】ポテンシャル場に基づいて自車両Ｖの運転行動を決定する自動運転装置１は、自車両Ｖの進行方向の前方に自車両Ｖが停車すべき停止線が特定されると、停止線に対する自車両の停止位置の推奨度合いを示す停止位置ポテンシャルを出力するか否かを示すポテンシャルモードを、停止位置ポテンシャルを出力する出力モードに決定する出力モード決定部１２５と、ポテンシャルモードが出力モードになったら、特定された停止線の位置に停止位置ポテンシャルを生成する交通ポテンシャル生成部１２６と、を備える。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】