JP6768974B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。
近年、車両を自動的に制御することについて研究が進められている。これに関連して、自動運転における将来の挙動を取得し、取得した将来の挙動を車両の外部に報知する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１７−４４７１号公報
しかしながら、従来の技術では、車両の自動運転における将来の挙動に基づく報知を、周辺の歩行者や他車両に対して一方的に行うものであり、歩行者が路側に避けないと、車両が歩行者を追い越せないような道幅の狭い道路状況下での運転制御については考慮されていなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、道幅の狭い道路状況に基づいて、適切な運転制御を行うことができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
（１）：車両（自車両Ｍ）が走行する道路の幅を認識する道路幅認識部（１３２）と、前記車両の周辺に存在する歩行者を認識する歩行者認識部（１３４）と、前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させる運転制御部（１３６、１３８、１４２、１４４、１６０）であって、前記道路幅認識部により認識された前記道路の幅が所定幅以下である場合、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように前記車両を走行させる運転制御部と、を備える車両制御装置（１００）である。
（２）：（１）において、前記運転制御部は、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、前記優先度の高い歩行者を追い越すことができない場合に、前記歩行者に追従するように前記車両を走行させるものである。
（３）：（１）または（２）において、前記優先度の高い歩行者とは、前記車両に最も近い歩行者である。
（４）：（１）〜（３）のうち何れか一つにおいて、前記歩行者認識部は、前記運転制御部により前記歩行者を追従して前記車両を走行させる制御が開始された後に、前記歩行者が振り向いたことを認識し、前記運転制御部は、前記歩行者認識部により前記歩行者が振り向いたことが認識された場合に、前記歩行者を追い越す運転制御を実行するものである。
（５）：（１）〜（４）のうち何れか一つにおいて、前記歩行者認識部は、前記車両が走行する道路の幅方向に関する前記歩行者の位置を認識し、前記運転制御部は、前記歩行者認識部により認識された歩行者が前記道路の幅方向の一方に所定程度以上寄っている場合に、他方から前記歩行者を追い越す運転制御を実行するものである。
（６）：（５）において、前記運転制御部は、前記車両が走行する道路に前記歩行者の歩行が困難な領域が存在する場合に、前記歩行者を追い越す運転制御において、前記領域を前記車両に通過させるものである。
（７）：（６）において、前記運転制御部は、前記歩行者認識部により前記歩行者が振り向いたことが認識された場合に、前記歩行者を追い越すために確保される余裕幅を、前記歩行者が振り向いていない場合の余裕幅よりも小さくして、前記歩行者を追い越す運転制御を実行するものである。
（８）：（１）〜（７）のうち何れか一つにおいて、前記車両が走行する道路に像を投影する投影部（７０）と、前記歩行者認識部により歩行者が認識された場合に、前記歩行者に避けることを促す像を前記車両が走行する道路に投影させる投影制御部（１８０）と、を更に備えるものである。
（９）：（８）において、前記運転制御部は、前記投影部により前記歩行者に避けることを促す像が投影された後に、前記歩行者認識部により前記歩行者が避けたことが認識された場合に、前記歩行者を追い越す運転制御を実行するものである。
（１０）：道路幅認識部が、車両が走行する道路の幅を認識し、歩行者認識部が、前記車両の周辺に存在する歩行者を認識し、運転制御部が、前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させ、前記道路幅認識部により認識された前記道路の幅が所定幅以下である場合、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように前記車両を走行させる、車両制御方法である。
（１１）：車両が走行する道路の幅を認識する道路幅認識部を備える前記車両に搭載されるコンピュータに、前記車両の周辺に存在する歩行者を認識させ、前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させ、前記認識された道路の幅が所定幅以下である場合、前記認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように前記車両を走行させる、プログラムである。
（１）〜（１１）によれば、道幅の狭い道路状況に基づいて、適切な運転制御を行うことができる。
実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０、第２制御部１６０、および投影制御部１８０の機能構成図である。 追い越し可否判定部１３６の処理について説明するための図である。 追従運転制御部１４２により自車両Ｍを走行路Ｒ１の一方に寄せて追従走行させることについて説明するための図である。 追い越し運転制御部１４４の処理について説明するための図である。 歩行困難領域があると推定された場合の追い越し運転制御部１４４の処理について説明するための図である。 投影制御部１８０により歩行者に歩行させる領域を示す画像を走行路Ｒ１に投影させることについて説明するための図である。 投影制御部１８０により自車両Ｍが走行する領域を示す画像が走行路Ｒ１に投影させることについて説明するための図である。 実施形態の自動運転制御装置１００により実行される処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。なお、以下の説明では、自動運転車両を用いて説明する。自動運転とは、乗員の操作に依らずに、車両の操舵または速度のうち一方または双方を制御して車両を走行させることである。また、自動運転車両は、乗員による手動運転が行われてもよい。手動運転では、後述する運転操作子の操作量に応じて、後述する車両の走行駆動力出力装置、ブレーキ装置、およびステアリング装置が制御される。
［全体構成］
図１は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機を備える場合、電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、投影部７０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置（車両制御装置の一例）１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波等の電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ１４は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。また、物体認識装置１６は、必要に応じて、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。
通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ（例えば、ハザードスイッチ）、キー等を含む。
車両センサ４０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報等を含んでもよい。経路決定部５３により決定された地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された地図上経路を取得してもよい。
ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所等が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
投影部７０は、例えば、プロジェクタである。投影部７０は、投影制御部１８０により指示されたタイミングで自車両Ｍの走行路上に像を投影する。走行路とは、自車両Ｍが走行し得る領域をいう。走行路は、道路区画線で区切られた車線であってもよく、路地等の道路区画線がなく車両が走行できる道路であってもよい。段差やガードレール等で車道と区画された歩道等は、走行路に含まれないものとしてよい。
運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。
自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０と、投影制御部１８０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０と投影制御部１８０とは、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
図２は、第１制御部１２０、第２制御部１６０、および投影制御部１８０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。認識部１３０は、例えば、道路幅認識部１３２と、歩行者認識部１３４と、追い越し可否判定部１３６と、歩行困難領域推定部１３８とを備える。行動計画生成部１４０は、例えば、追従運転制御部１４２と、追い越し運転制御部１４４とを備える。追い越し可否判定部１３６と、歩行困難領域推定部１３８と、追従運転制御部１４２と、追い越し運転制御部１４４と、第２制御部１６０とを合わせたものが「運転制御部」の一例である。
第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等を利用した画像認識手法による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示等がある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現される。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体には、対向車両や静止した障害物が含まれる。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心等）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。また、認識部１３０は、カメラ１０の撮像画像に基づいて、自車両Ｍがこれから通過するカーブの形状を認識する。認識部１３０は、カーブの形状をカメラ１０の撮像画像から実平面に変換し、例えば、二次元の点列情報、或いはこれと同等なモデルを用いて表現した情報を、カーブの形状を示す情報として行動計画生成部１４０に出力する。
また、認識部１３０は、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレール等を含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、道路標識、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。また、これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。
また、認識部１３０は、上記の認識処理において、認識精度を導出し、認識精度情報として行動計画生成部１４０に出力してもよい。例えば、認識部１３０は、一定期間において、道路区画線を認識できた頻度に基づいて、認識精度情報を生成する。認識部１３０の道路幅認識部１３２、歩行者認識部１３４、追い越し可否判定部１３６、および歩行困難領域推定部１３８の機能については、後述する。
行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行される。行動計画生成部１４０の追従運転制御部１４２および追い越し運転制御部１４４の機能については、後述する。
第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
投影制御部１８０は、行動計画生成部１４０、追従運転制御部１４２、または追い越し運転制御部１４４で生成された自車両Ｍの将来走行する目標軌道を示す画像を、投影部７０により自車両Ｍの走行路に投影させる。投影制御部１８０の機能の詳細については、後述する。
走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
［道路幅認識部の機能］
道路幅認識部１３２は、自車両Ｍが走行する走行路の道路幅を認識する。例えば、道路幅認識部１３２は、カメラ１０の撮像画像から自車両Ｍの位置から見て、左右にある道路区画線を認識し、認識した左右の区画線の間の距離を道路の幅として認識する。また、道路幅認識部１３２は、自車両Ｍの位置と、第１地図情報５４または第２地図情報６２とを照合して、自車両Ｍが走行する道路の幅を認識してもよい。
［歩行者認識部の機能］
歩行者認識部１３４は、自車両Ｍの周辺に存在する歩行者を認識する。例えば、歩行者認識部１３４は、道路幅認識部１３２により認識された道路幅が、所定幅（例えば、４ｍ［以下］程度）以下である場合に動作するものであってもよい。また、歩行者認識部１３４は、国道や県道に比して道幅が狭い道路、または道路上を歩行者が歩行する可能性が高い道路を、自車両Ｍが走行している場合に動作するものであってよい。
歩行者認識部１３４は、例えば、カメラ１０の撮像画像から自車両Ｍの進行方向（以下、前方とする）であって、走行路上の歩行者の存在を認識する。また、歩行者認識部１３４は、歩行者の位置、移動速度、および移動方向を認識する。また、歩行者認識部１３４は、自車両Ｍから見た歩行者の相対位置、相対速度、相対移動方向を認識してもよい。
［追い越し可否判定部の機能］
追い越し可否判定部１３６は、歩行者認識部１３４により認識された歩行者の位置と、自車両Ｍおよび走行路の形状や大きさ等に基づいて、自車両Ｍが歩行者を追い越せるか否かを判定する。
図３は、追い越し可否判定部１３６の処理について説明するための図である。図３の例では、走行路Ｒ１を走行する自車両Ｍの前方に歩行者Ｐ１〜Ｐ３が存在する。自車両Ｍは、進行方向に速度ＶＭで走行し、歩行者Ｐ１およびＰ２は、それぞれが自車両Ｍの進行方向と略同一方向に速度Ｖ１およびＶ２で移動している。略同一方向とは、自車両Ｍの進行方向と同一の方向だけでなく、所定の誤差範囲（例えば、−１５［度］〜１５［度］程度）を含む。また、歩行者Ｐ３は、自車両Ｍに対向して速度Ｖ３で歩行する対向歩行者である。歩行者Ｐ１〜Ｐ３の位置および速度Ｖ１〜Ｖ３は、歩行者認識部１３４により認識される。
追い越し可否判定部１３６は、自車両Ｍに最も近くに存在する歩行者から順番に追い越し可否判定を行う。追い越し可否判定部１３６は、自車両Ｍに最も近くに存在する歩行者Ｐ１に対し、歩行者Ｐ１の位置から走行路Ｒ１の左側端部Ｒ１Ｌまでの距離Ｗ１Ｌ、および右側端部ＲＩＲまでの距離Ｗ１Ｒを算出する。そして、追い越し可否判定部１３６は、自車両Ｍの車幅ＷＭと、算出された距離Ｗ１ＬおよびＷ１Ｒとに基づいて、自車両Ｍが歩行者Ｐ１の横を通過できるか否かを判定する。
例えば、追い越し可否判定部１３６は、車幅ＷＭに所定の余裕幅（マージン）を加えた幅ＷＭ’が距離Ｗ１ＬおよびＷ１Ｒよりも大きい場合に、自車両Ｍが歩行者Ｐ１を追い越すことができないと判定する。余裕幅とは、自車両Ｍが歩行者Ｐ１の横を通過するために確保される幅であり、例えば、０．３［ｍ］程度）である。また、追い越し可否判定部１３６は、幅ＷＭ’が距離Ｗ１ＬおよびＷ１Ｒ以下である場合に、自車両Ｍが歩行者Ｍを追い越すことができると判定する。
追い越し可否判定部１３６は、上述した歩行者Ｐ１に対する追い越し可否判定処理と同様の処理を歩行者Ｐ２およびＰ３に対しても行う。なお、歩行者Ｐ３は、対向歩行者であるため、自車両Ｍをすぐに視認して、自車両Ｍを避けることが予測される。したがって、追い越し可否判定部１３６は、歩行者Ｐ３に対して追い越し可否判定処理を行わなくてもよい。
また、追い越し可否判定部１３６により自車両Ｍに最も近い歩行者Ｐ１を追い越せないと判定された場合、その先方にいる歩行者Ｐ２およびＰ３も追い越せないことになる。したがって、追い越し可否判定部１３６は、歩行者認識部１３４により認識された複数の歩行者のうち、自車両Ｍから最も近い歩行者Ｐ１を追い越せないと判定された場合に、その先に存在する歩行者Ｐ２およびＰ３も追い越せないと判定してもよい。
［追従運転制御部の機能］
追従運転制御部１４２は、道路幅認識部１３２により認識された走行路Ｒ１の道路幅が所定幅（例えば、３．５［ｍ］程度）以下である場合に、歩行者認識部１３４により認識された歩行者Ｐ１〜Ｐ３のうち、進行方向が自車両Ｍと略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように自車両Ｍを走行させる。優先度の高い歩行者とは、例えば、自車両Ｍに最も近い歩行者である。例えば、追従運転制御部１４２は、追い越し可否判定部１３６により自車両Ｍが歩行者を追い越すことができない状況下で、進行方向が自車両Ｍと略同一方向であり、且つ、自車両Ｍに最も近い歩行者Ｐ１に追従して走行する目標軌道を生成する。
図３の例において、追い越し可否判定部１３６により歩行者Ｐ１を追い越せないと判定された場合、歩行者認識部１３４は、自車両Ｍと歩行者Ｐ１との相対距離Ｄ１を認識する。追従運転制御部１４２は、相対距離と歩行者Ｐ１の速度Ｖ１に基づいて、自車両Ｍの速度ＶＭを変更した目標軌道を生成する。具体的には、追従運転制御部１４２は、自車両Ｍの走行速度ＶＭと歩行者Ｐ１の速度Ｖ１との速度差が所定速度（例えば、±３［ｋｍ／ｈ］程度）以内であり、且つ、相対距離Ｄ１の誤差が所定距離（例えば、±３［ｍ］程度）以内となるように目標軌道を生成する。これにより、追従運転制御部１４２は、歩行者Ｐ１との相対距離をある程度維持したまま、自車両Ｍを歩行者Ｐ１に追従させることができる。このように、自車両Ｍを歩行者Ｐ１に追従させることで、自車両Ｍの存在を歩行者Ｐ１に気付かせて、路側に移動させることができる。
また、追従運転制御部１４２は、歩行者Ｐ１を追従する場合に、歩行者Ｐ１を追い越す側に自車両Ｍを寄せて歩行者Ｐ１を追従してもよい。図４は、追従運転制御部１４２により自車両Ｍを走行路Ｒ１の一方に寄せて追従走行させることについて説明するための図である。以下の説明では、説明の便宜上、歩行者Ｐ１に対する制御について説明するが、自車両Ｍ１の先方にいる略同一方向に進行している歩行者が他の歩行者に代わった場合には、その歩行者に対して同様の処理を行うものとする。
追従運転制御部１４２は、歩行者Ｐ１の位置から左路側Ｒ１Ｌまでの距離Ｗ１Ｌと、歩行者Ｐ１の位置から右路側Ｒ１Ｒまでの距離Ｗ１Ｒとを比較し、距離が長い方に路側に自車両Ｍを寄せて追従走行させる。
図４の例では、距離Ｗ１Ｌよりも距離Ｗ１Ｒの方が長いため、追従運転制御部１４２は、走行路Ｒ１の右側に自車両Ｍを寄せて歩行者Ｐ１を追従する。これにより、歩行者Ｐ１が自車両Ｍの存在を認識した場合に、走行路Ｒ１の左側に移動しやすくさせることができる。
［追い越し運転制御部の機能］
追い越し運転制御部１４４は、歩行者認識部１３４により認識された歩行者Ｐ１の位置が走行路Ｒ１の幅方向の一方に所定程度以上寄っていると判定された場合に、他方から歩行者Ｐ１を追い越すための目標軌道を生成する。幅方向の一方に所定程度以上寄っているとは、例えば、歩行者Ｐ１の位置が、走行路Ｒ１の一方の路側から所定距離（例えば、０．５［ｍ］程度）以内であることである。幅方向の一方に所定程度以上寄ることで、歩行者Ｐ１の位置から走行路Ｒ１の他方側の路側までの距離が、幅ＷＭ’よりも大きくなる。
但し、追い越し運転制御部１４４は、追従運転制御部１４２により歩行者Ｐ１を追従する運転制御を開始した後に、歩行者Ｐ１が自車両Ｍの方に振り向いた場合には、歩行者Ｐ１の位置が走行路Ｒ１の幅方向の一方に所定程度以上寄っていなくても、歩行者Ｐ１を追い越すための目標軌道を生成してもよい。
例えば、歩行者認識部１３４は、カメラ１０の撮像画像により撮像された頭部または上体の挙動に基づいて、歩行者Ｐ１が振り向いたか否かを判定する。具体的には、歩行者認識部１３４は、歩行者Ｐ１に追従して走行する自車両Ｍに搭載されたカメラ１０の撮像画像から歩行者Ｐ１の顔の特徴情報（例えば、目または口）が認識できた場合に、歩行者Ｐ１が振り向いたと判定する。
また、歩行者認識部１３４は、撮像画像から歩行者Ｐ１の目を認識した場合に、認識した目の目頭と虹彩との位置関係により、視線方向を認識する。そして、歩行者認識部１３４は、認識した視線方向が自車両Ｍの存在する方向である場合に、歩行者Ｐ１が振り向いたと判定してもよい。
また、歩行者認識部１３４は、カメラ１０の撮像画像から頭部の回転角度を推定し、推定した頭部の回転角度が、歩行者Ｐ１の進行方向を基準として所定角度（例えば、９０［度］程度）以上である場合に、歩行者Ｐ１が振り向いたと判定してもよい。この場合、歩行者認識部１３４は、例えば、カメラ１０の撮像画像から得られる頭部の特徴情報（例えば、耳）の位置の変位に基づいて、頭部の回転角度を推定する。
また、歩行者認識部１３４は、歩行者Ｐ１の頭部の回転角度に代えて（または、加えて）、歩行者Ｐ１の上体の回転角度を推定し、推定した上体の回転角度が、所定角度（例えば、９０［度］程度）以上である場合に、歩行者Ｐ１が振り向いたと判定してもよい。
追い越し可否判定部１３６は、歩行者認識部１３４により歩行者が振り向いたことが認識された場合に、歩行者Ｐ１を追い越すことができると判定する。
追い越し運転制御部１４４は、追い越し可否判定部１３６により自車両Ｍが歩行者Ｐ１を追い越すことができると判定された場合に、歩行者Ｐ１を追い越すための目標軌道を生成する。
図５は、追い越し運転制御部１４４の処理について説明するための図である。追い越し運転制御部１４４は、振り向いた後の歩行者Ｐ１の位置、移動速度、および移動方向を予測し、予測した結果に基づいて、物標ポテンシャル領域Ｐａ１を設定する。物標ポテンシャルとは、例えば、自車両Ｍが物体（例えば、歩行者）と接触する可能性の高さを示す指標である。また、物標ポテンシャル領域は、物体から遠くなるほど低くなるように設定される。
図５の例において、追い越し運転制御部１４４は、振り向いた後の歩行者Ｐ１が自車両Ｍに追い越させるために、左路側Ｒ１Ｌおよび右路側Ｒ１Ｒのうち、路側に近い左路側Ｒ１Ｌに移動するものと予測し、歩行者Ｐ１の現在の位置、移動速度、および移動方向に基づいて、所定時間後の歩行者Ｐ１の位置を予測する。そして、追い越し運転制御部１４４は、物標ポテンシャル領域Ｐａ１に接触しない領域を通過する目標軌道Ｋ１を生成する。なお、追い越し運転制御部１４４により生成された目標軌道Ｋ１に沿った追い越し運転制御が実行されるまでの間、追従運転制御部１４２による追従運転は並行して実行される。
また、追い越し運転制御部１４４は、目標軌道Ｋ１を生成した後、歩行者Ｐ１と走行路Ｒ１の右路側Ｒ１Ｒとの距離Ｗ１Ｒが幅ＷＭ’よりも大きいか否かを判定する。また、追い越し運転制御部１４４は、歩行者認識部１３４により歩行者Ｐ１が振り向いたことが認識されている場合には、歩行者が自車両Ｍの存在を認識できているものと推定し、車幅ＷＭに加算される余裕幅を、歩行者Ｐ１が振り向いていない場合の余裕幅よりも小さい幅（例えば、０．１５［ｍ］程度）にして、歩行者Ｐ１を追い越せるか否かの判定等を行ってもよい。
追い越し運転制御部１４４は、距離Ｗ１Ｒが幅ＷＭ’以下でない場合、目標軌道Ｋ１に沿った追い越し運転を実行せず、追従運転制御部１４２による追従運転が継続される。また、追い越し運転制御部１４４は、距離Ｗ１Ｒが幅ＷＭ’よりも大きい場合、目標軌道Ｋ１に沿って自車両Ｍの追い越し運転を実行する。
［歩行困難領域推定部の機能］
歩行困難領域推定部１３８は、走行路Ｒ１に存在する歩行者の歩行が困難な領域を推定する。歩行が困難な領域とは、歩行者が歩行することはできるが、その領域を歩くことで歩行者の靴や洋服が濡れたり、汚れたり、歩行者が転ぶ可能性が高いと推定される領域である。歩行が困難な領域は、例えば、水溜まりの領域、路面が凍結しているような領域、または、路面が凹凸している領域である。
歩行困難領域推定部１３８は、カメラ１０の撮像画像から走行路Ｒ１の路面の輝度情報と、基準路面の輝度情報とを比較することで、水溜まりや凍結領域、凹凸領域を推定する。また、歩行困難領域推定部１３８は、カメラ１０の撮像画像から路面の形状を取得し、路面の凹凸度合が、予め定められた基準度合以上である場合に、歩行者の歩行が困難であると推定してもよい。
追い越し運転制御部１４４は、歩行者を追い越す目標軌道を生成する場合であって、且つ、走行路Ｒ１に歩行者の歩行が困難な領域が推定された場合に、歩行者の歩行が困難と推定される領域を自車両Ｍが通過するような目標軌道を生成する。
図６は、歩行困難領域があると推定された場合の追い越し運転制御部１４４の処理について説明するための図である。図６の例では、走行路Ｒ１上に水溜まりの領域Ａ１が示されている。追い越し運転制御部１４４は、歩行困難領域推定部１３８により水溜まりの領域Ａ１があると推定された場合に、自車両Ｍに領域Ａ１を通過させて歩行者Ｐ１を追い越すための目標軌道Ｋ２を生成する。これにより、歩行者Ｐ１は、水溜まりの領域Ａ１以外の避けやすい領域に移動することができる。
［投影制御部の機能］
投影制御部１８０は、歩行者認識部１３４により歩行者が認識された場合に、歩行者に自車両Ｍを避けることを促す像を、投影部７０により走行路Ｒ１に投影させる。歩行者に自車両Ｍを避けることを促す像とは、例えば、歩行者が自車両Ｍを避ける方向を示す画像でもよく、自車両Ｍが走行する領域を示す画像でもよい。
図７は、投影制御部１８０により歩行者に歩行させる領域を示す画像を走行路Ｒ１に投影させることについて説明するための図である。追従運転制御部１４２は、歩行者Ｐ１を追い越す道幅がなく、歩行者Ｐ１に追従して走行している場合に、歩行者Ｐ１を左路側Ｒ１Ｌに移動させるための画像ＩＭ１を生成し、生成した画像ＩＭ１を投影部７０により走行路Ｒ１の左路側Ｒ１Ｌ側であって、且つ、歩行者Ｐ１の前方の所定領域に投影する。前方の所定領域とは、歩行者Ｐ１の現在位置から数［ｍ］先の範囲に含まれる領域であり、歩行者Ｐ１が歩行中でも視認し易い領域である。
歩行者の位置画像ＩＭ１は、例えば、領域を示す画像でもよく、「歩行エリア」等のような文字を含む画像でもよく、これらの組み合わせでもよい。「歩行エリア」等の文字情報を投影することで、歩行者Ｐ１に、自車両Ｍの通過に際して影響を受けない歩行エリアを容易に把握させることができる。また、投影制御部１８０により、画像ＩＭ１を投影させることで、歩行者Ｐ１に、どの位置まで移動すればよいのかを把握させることができる。
図８は、投影制御部１８０により自車両Ｍが走行する領域を示す画像が走行路Ｒ１に投影させることについて説明するための図である。図８の例において、投影制御部１８０は、例えば、追い越し運転制御部１４４により生成された目標軌道Ｋ１に基づいて、自車両Ｍの走行エリアを示す画像ＩＭ２または目標軌道を示す画像ＩＭ３のうち一方または双方を、投影部７０により走行路Ｒ１に投影する。画像ＩＭ２は、例えば、領域を示す画像でもよく、「車両走行エリア」等のような文字を含む画像でもよく、これらの組み合わせでもよい。「車両走行エリア」等の文字情報を投影することで、歩行者Ｐ１に、自車両Ｍが通るエリアを容易に把握させることができ、車両走行エリア外の領域に移動を促すことができる。また、投影制御部１８０は、天候等の走行状況や時間帯に基づいて、投影する画像ＩＭ１〜ＩＭ３の色や模様を変更してもよく、画像ＩＭ１〜ＩＭ３に対応するアニメーションを表示してもよい。
投影制御部１８０により画像ＩＭ１〜ＩＭ３を投影させることで、歩行者Ｐ１を走行路Ｒ１に路側に速やかに移動させることができる。追い越し運転制御部１４４は、投影制御部１８０により画像ＩＭ１〜３のうち少なくとも一つが投影された後に、歩行者認識部１３４により歩行者Ｐ１が避けたことが認識された場合に、歩行者Ｐ１を追い越す運転制御を実行する。投影制御部１８０は、例えば、自車両Ｍが歩行者Ｐ１を追い越した後、画像ＩＭ１〜ＩＭ３の投影を終了する。
［処理フロー］
図９は、実施形態の自動運転制御装置１００により実行される処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、自車両Ｍの自動運転が実行中に所定の周期或いは所定のタイミングで繰り返し実行されてよい。
まず、道路幅認識部１３２は、自車両Ｍが走行路Ｒ１の道路幅を認識する（ステップＳ１００）。次に、歩行者認識部１３４は、自車両Ｍの前方であり、且つ、自車両Ｍが走行する走行路Ｒ１に存在する歩行者を認識する（ステップＳ１０２）。次に、追い越し可否判定部１３６は、道路幅認識部１３２により認識された走行路Ｒ１の道路幅と、歩行者認識部１３４により認識された歩行者の位置とに基づいて、歩行者を追い越せるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。例えば、走行路Ｒ１の道路幅が所定幅以下であり、歩行者を追い越せないと判定された場合、歩行者認識部１３４は、歩行者が振り向いたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０４の処理において、歩行者を追い越せると判定された場合、またはステップＳ１０６の処理において、歩行者が振り向いた場合、追い越し運転制御部１４４は、歩行者を追い越すための目標軌道を生成する（ステップＳ１０８）。また、ステップＳ１０６において、歩行者が振り向いていない場合、追従運転制御部１４２は、例えば、自車両Ｍと略同一方向に進行し、優先度の高い（例えば、自車両Ｍに最も近い）歩行者に追従するための目標軌道を生成する（ステップＳ１１０）。次に、第２制御部１６０は、生成された目標軌道に基づいて、運転制御を実行する（ステップＳ１１２）。これにより、本フローチャートの処理を終了する。
なお、上述したステップＳ１０８またはステップＳ１１０の処理において目標軌道を生成する場合に、追い越し運転制御部１４４または追従運転制御部１４２は、歩行困難領域推定部１３８による推定結果を加味して目標軌道を生成してもよい。また、上述したステップＳ１１２の処理において運転制御を実行する場合に、第２制御部１６０は、投影部７０により歩行者に自車両Ｍを避けることを促す像を投影させてもよい。
上述した実施形態によれば、自車両Ｍが走行する道路の幅を認識すると共に、自車両Ｍの周辺に存在する歩行者を認識し、認識された道路の幅が所定幅以下である場合に、認識された歩行者のうち、進行方向が自車両Ｍと略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように自車両Ｍを走行させることで、歩行者が路側に避けないと、車両が歩行者を追い越せないような道路状況下で、適切な運転制御を行うことができる。
［ハードウェア構成］
上述した実施形態の自動運転制御装置１００は、例えば図１０に示すようなハードウェアの構成により実現される。図１０は、実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
自動運転制御装置１００は、通信コントローラ１００−１、ＣＰＵ１００−２、ＲＡＭ１００−３、ＲＯＭ１００−４、フラッシュメモリやＨＤＤ等の二次記憶装置１００−５、およびドライブ装置１００−６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置１００−６には、光ディスク等の可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置１００−５に格納されたプログラム１００−５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）等によってＲＡＭ１００−３に展開され、ＣＰＵ１００−２によって実行されることで、第１制御部１２０、および第２制御部１６０が実現される。また、ＣＰＵ１００−２が参照するプログラムは、ドライブ装置１００−６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークＮＷを介して他の装置からダウンロードされてもよい。
上記実施形態は、以下のように表現することができる。
情報を記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
車両が走行する道路の幅を認識する道路幅認識処理と、
前記車両の周辺に存在する歩行者を認識する歩行者認識処理と、
前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させる運転制御処理であって、前記道路幅認識処理により認識された前記道路の幅が所定幅以下である場合、前記歩行者認識処理により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように前記車両を走行させる運転制御処理と、
を実行するように構成されている、
車両制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１…車両システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、３０…ＨＭＩ、３２…自動運転開始スイッチ、４０…車両センサ、５０…ナビゲーション装置、６０…ＭＰＵ、７０…投影部、８０…運転操作子、１００…自動運転制御装置、１２０…第１制御部、１３０…認識部、１３２…道路幅認識部、１３４…歩行者認識部、１３６…追い越し可否判定部、１３８…歩行困難領域推定部、１４０…行動計画生成部、１４２…追従運転制御部、１４４…追い越し運転制御部、１６０…第２制御部、１８０…投影制御部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２２０…ステアリング装置、Ｍ…自車両

Claims (12)

  1. 車両が走行する道路の幅を認識する道路幅認識部と、
    前記車両の周辺に存在する歩行者を認識する歩行者認識部と、
    前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させる運転制御部であって、前記道路幅認識部により認識された前記道路の幅が所定幅以下である場合、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向の歩行者に追従するように前記車両を走行させる運転制御部と、
    を備える車両制御装置。
  2. 運転制御部は、前記道路幅認識部により認識された前記道路の幅が所定幅以下である場合、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、優先度の高い歩行者に追従するように前記車両を走行させる、
    請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 前記運転制御部は、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向であり、且つ、前記優先度の高い歩行者を追い越すことができない場合に、前記歩行者に追従するように前記車両を走行させる、
    請求項２に記載の車両制御装置。
  4. 前記優先度の高い歩行者とは、前記車両に最も近い歩行者である、
    請求項２または３に記載の車両制御装置。
  5. 前記歩行者認識部は、前記運転制御部により前記歩行者を追従して前記車両を走行させる制御が開始された後に、前記歩行者が振り向いたことを認識し、
    前記運転制御部は、前記歩行者認識部により前記歩行者が振り向いたことが認識された場合に、前記歩行者を追い越す運転制御を実行する、
    請求項１から４のうち何れか１項に記載の車両制御装置。
  6. 前記歩行者認識部は、前記車両が走行する道路の幅方向に関する前記歩行者の位置を認識し、
    前記運転制御部は、前記歩行者認識部により認識された歩行者が前記道路の幅方向の一方に所定程度以上寄っている場合に、他方から前記歩行者を追い越す運転制御を実行する、
    請求項１から５のうち何れか１項に記載の車両制御装置。
  7. 前記運転制御部は、前記車両が走行する道路に前記歩行者の歩行が困難な領域が存在する場合に、前記歩行者を追い越す運転制御において、前記領域を前記車両に通過させる、
    請求項６に記載の車両制御装置。
  8. 前記運転制御部は、前記歩行者認識部により前記歩行者が振り向いたことが認識された場合に、前記歩行者を追い越すために確保される余裕幅を、前記歩行者が振り向いていない場合の余裕幅よりも小さくして、前記歩行者を追い越す運転制御を実行する、
    請求項７に記載の車両制御装置。
  9. 前記車両が走行する道路に像を投影する投影部と、
    前記歩行者認識部により歩行者が認識された場合に、前記歩行者に避けることを促す像を前記車両が走行する道路に投影させる投影制御部と、を更に備える、
    請求項１から８のうち何れか１項に記載の車両制御装置。
  10. 前記運転制御部は、前記投影部により前記歩行者に避けることを促す像が投影された後に、前記歩行者認識部により前記歩行者が避けたことが認識された場合に、前記歩行者を追い越す運転制御を実行する、
    請求項９に記載の車両制御装置。
  11. 道路幅認識部が、車両が走行する道路の幅を認識し、
    歩行者認識部が、前記車両の周辺に存在する歩行者を認識し、
    運転制御部が、前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させ、前記道路幅認識部により認識された前記道路の幅が所定幅以下である場合、前記歩行者認識部により認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向の歩行者に追従するように前記車両を走行させる、
    車両制御方法。
  12. 車両が走行する道路の幅を認識する道路幅認識部を備える前記車両に搭載されるコンピュータに、
    前記車両の周辺に存在する歩行者を認識させ、
    前記車両の乗員の操作に依らずに、前記車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して前記車両を走行させ、
    前記認識された道路の幅が所定幅以下である場合、前記認識された歩行者のうち、進行方向が前記車両と略同一方向の歩行者に追従するように前記車両を走行させる、
    プログラム。
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