JP7724253B2 - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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Description

本発明は、移動体が走行する車線を変更する車線変更制御を実行可能な制御装置に関する。
近年、交通参加者の中でも脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化している。この実現に向けて運転支援技術や自動運転技術に関する研究開発を通して交通の安全性や利便性をより一層改善する研究開発に注力している。運転支援技術や自動運転技術の一例として、特許文献1、2には、車両の車線変更を部分的に又は完全に自動で制御する自動車線変更(ALC:Auto Lane Change)技術が開示されている。
自動車線変更技術においては、車線変更を行う前に、安全性を考慮して、運転者が車両の周辺を確認するための時間(以下、周辺確認時間とも称する)が設けられることがある。特許文献1に記載の自動運転システムは、車両の運転環境に応じて車線変更の実際の開始タイミングを基準タイミングから遅延させる制御を行っており、運転者は、遅延時間の間に車両の周辺を確認することができる。
特許第6576492号公報 特許第5825239号公報
従来の自動車線変更技術では、車線変更の方向によっては、周辺確認時間内に運転者が十分に車両の周辺を確認できない虞があった。また、車線変更の方向によらず運転者が十分車両の周辺を確認できるように、周辺確認時間を一律に長くすることが想起されるが、これでは車線変更の実行機会が減少してしまう。
本発明は、いずれの車線変更の方向においても周辺確認時間を十分に確保し、且つ、車線変更の実行機会の減少を抑制可能な制御装置を提供する。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。
本発明は、
移動体が走行する車線を変更する車線変更制御を実行可能な制御装置であって、
前記移動体の周辺状況を認識する認識部と、
前記認識部によって認識された前記周辺状況に基づき、前記車線変更制御の実行可否を判定する車線変更判定部と、
前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、前記車線変更制御を実行する走行制御部と、
前記移動体に搭載された通知装置を介して、前記移動体の乗員に所定の通知を行う通知制御部と、
を備え、
前記通知制御部は、前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、前記車線変更制御を開始することを前記移動体の乗員に通知し、
前記走行制御部は、前記通知制御部による通知が開始されたときから所定時間が経過した後に前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と再び判定された場合に、前記車線変更制御を開始し、
前記所定時間は、前記車線変更制御による前記移動体の車線変更の方向によって異なる。
本発明によれば、いずれの車線変更の方向においても周辺確認時間を十分に確保し、且つ、車線変更の実行機会の減少を抑制できる。
移動体の一実施形態である車両1の概略図を示す。 車両1に搭載される車両システム10の全体構成を示すブロック図である。 制御装置100の構成の一例を示す図である。 車線変更制御による車両1の車線変更の動作の一例を示す図であり、(A)は、車両1が運転席側に車線変更する場合を示し、(B)は、車両1が助手席側に車線変更する場合を示す。 制御装置100が車線変更制御を実行するときの処理の一例を示すフローチャートである。 図5のフローチャートの続きである。 運転席側における車両1の周辺を走行する他の車両M2の数が多い場合に、車両1が運転席側に車線変更する動作の一例を示す。 乗員が運転席2に着座していない状態で完全自動運転による自律走行している車両1の概略図である。
以下、本発明の一実施形態の移動体の制御装置を、添付図面に基づいて説明する。本実施形態では、移動体を四輪の車両として説明するが、三輪車等の車両であってもよい。
<車両>
図1は、移動体の一実施形態である四輪の車両1の概略図である。車両1は、例えば右ハンドル車であり、すなわち、ステアリングホイール82が前方に設けられた運転席2が右側に配置されている。車両1には、左右方向における運転席2の反対側(すなわち左側)に助手席3が配置され、運転席2及び助手席3の後方に後部座席4が配置されている。なお、車両1は、左ハンドル車でもよく、すなわち、運転席2が左側に配置され、助手席3が右側に配置されていてもよい。
車両1には、ウインカー5が左側(例えば左前と左後)及び右側(例えば右前と右後)のそれぞれに設けられている。ウインカー5は、車両1の外部から視認可能な位置に設けられている。
また、車両1の側方には、左右一対のサイドミラー6が設けられている。サイドミラー6は、車両1の乗員(特に運転者)が車両1の後方及び側方を視認可能な位置に設けられている。サイドミラー6は、例えば、乗員が不図示の操作部を操作することにより、角度調整可能に構成される。
<車両システムの全体構成>
図2は、車両1に搭載される車両システム10の全体構成を示すブロック図である。
車両システム10は、例えば、カメラ11と、レーダ装置12と、LIDAR(Light Detection and Ranging)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、ドライバモニタカメラ50と、ナビゲーション装置60と、MPU(Map Positioning Unit)70と、運転操作子80と、制御装置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ている。
カメラ11は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ11は、車両1の任意の箇所に取り付けられる。
レーダ装置12は、車両1の周辺にミリ波等の電波を放射するとともに、物体で反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離及び方位)を検出する。レーダ装置12は、車両1の任意の箇所に取り付けられる。
LIDAR14は、車両1の周辺に光(あるいは光に近い波長の電磁波)を照射し、散乱光を測定する。LIDAR14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。LIDAR14は、車両1の任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ11、レーダ装置12、及びLIDAR14のうち一部又は全部の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、認識結果を制御装置100に出力する。物体認識装置16は、カメラ11、レーダ装置12、及びLIDAR14の検出結果をそのまま制御装置100に出力してもよい。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi-Fi(登録商標)網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等を利用して、車両1の周辺に存在する他の車両と通信し、ある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、車両1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、キー等を含む。
車両センサ40は、車両1の走行速度(以下、単に「速度」とも称す)を検出する速度センサ、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、車両1の向きを検出する方位センサ等を含む。
ドライバモニタカメラ50は、例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。ドライバモニタカメラ50は、車両1の運転席に着座した乗員(以下、「運転者」とも称す)の頭部を正面から(顔面を撮像する向きで)撮像可能な位置及び向きで、車両1における任意の箇所に取り付けられる。また、ドライバモニタカメラ50は、運転者に加えて、車両1に乗車している運転席以外の乗員を撮像可能に取り付けられてもよい。
ナビゲーション装置60は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機61と、ナビHMI62と、経路決定部63とを備える。ナビゲーション装置60は、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64を保持している。
GNSS受信機61は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、車両1の位置を特定する。車両1の位置は、車両センサ40の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定又は補完されてもよい。
ナビHMI62は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。ナビHMI62は、前述したHMI30と一部又は全部が共通化されてもよい。
経路決定部63は、例えば、GNSS受信機61により特定された車両1の位置(あるいは入力された任意の位置)から、ナビHMI62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」とも称す)を、第1地図情報64を参照して決定する。第1地図情報64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64は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報等を含んでもよい。地図上経路は、MPU70に出力される。
ナビゲーション装置60は、地図上経路に基づいて、ナビHMI62を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置60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地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
MPU70は、例えば、推奨車線決定部71を含み、HDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に第2地図情報72を保持している。推奨車線決定部71は、ナビゲーション装置60から提供された地図上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72を参照してブロック毎に推奨車線を決定する。推奨車線決定部71は、例えば、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71は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、車両1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72は、第1地図情報64よりも高精度な地図情報である。第2地図情報72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72には、道路情報、交通規制情報、住所情報、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。第2地図情報72は、通信装置20が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。
運転操作子80は、例えば、ウインカーレバー81及びステアリングホイール82の他、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、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、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、及びステアリング装置220のうち一部又は全部に出力される。
ウインカーレバー81は、ウインカー5を点灯(点滅を含む)又は消灯させるための操作子である。制御装置100は、ウインカーレバー81に対する操作に応じて、ウインカー5を点灯又は消灯させる。
ステアリングホイール82は、操舵操作を受け付ける操作子である。なお、ステアリングホイール82は、必ずしも環状である必要はなく、異形ステアやジョイスティック、ボタン等の形態であってもよい。また、ステアリングホイール82には、ステアリング把持センサ84が取り付けられている。ステアリング把持センサ84は、静電容量センサ等により実現され、運転者がステアリングホイール82を把持しているか否かを検知可能な信号を制御装置100に出力する。
制御装置100は、車両1の全体を統括制御するコンピュータであり、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又は全部は、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。プログラムは、制御装置100のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に予め格納されていてもよい。制御装置100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、及び変速機等の組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)とを備える。ECUは、制御装置100から入力される情報、あるいは運転操作子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、制御装置100から入力される情報、あるいは運転操作子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。
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、制御装置100から入力される情報、あるいは運転操作子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。
<制御装置>
図3は、制御装置100の構成の一例を示す図である。制御装置100は、例えば、第1制御部110と、第2制御部120と、を備える。
第1制御部110は、例えば、認識部111と、行動計画生成部112と、を備える。第1制御部110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。
認識部111は、カメラ11、レーダ装置12、及びLIDAR14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、車両1の周辺状況を認識する。具体的には、認識部111は、車両1の周辺にある物体(後述する他の車両M1、M2を含む)の位置、及び物体の速度、加速度等の走行状態を認識する。
物体の位置は、例えば、車両1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、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、又はしようとしているか否か)を含んでもよい。
認識部111は、例えば、車両1が走行している走行環境を認識する。例えば、認識部111は、第2地図情報72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11によって撮像された画像から認識される車両1の周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、車両1の走行車線を認識する。なお、認識部111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60から取得される車両1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111は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識してもよい。
認識部111は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する車両1の位置や姿勢を認識する。認識部111は、例えば、車両1の基準点の車線中央からの乖離、及び車両1の進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両1の相対位置及び姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部111は、走行車線のいずれかの側端部(道路区画線又は道路境界)に対する車両1の基準点の位置等を、走行車線に対する車両1の相対位置として認識してもよい。
行動計画生成部112は、原則的には推奨車線決定部71により決定された推奨車線を走行し、且つ、車両1の周辺状況に対応できるように、車両1が自動的に(すなわち、運転者の操作によらずに)将来走行する目標軌道を生成する。
目標軌道は、例えば、速度要素を含む。例えば、目標軌道は、車両1の到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)毎の車両1の到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)毎の目標速度及び目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間毎の、そのサンプリング時刻における車両1の到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
行動計画生成部112は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してもよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベント等がある。行動計画生成部112は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。
例えば車線変更イベントを設定する機能として、行動計画生成部112は、車線変更判定部113を備える。
車線変更判定部113は、認識部111が認識した車両1の走行環境に基づいて、車線変更制御の実行可否を判定する。車線変更判定部113は、例えば、運転席2に着座する運転者の操作(例えばウインカーレバー81の操作)によらず、車両1の走行環境に基づいて、車線変更制御の実行可否を判定する。
車線変更判定部113は、例えば、車両1と車両1の走行車線を前走する他の車両(前走車両とも称す)との車間距離が所定の閾値以下となったときに、後述する車線変更を行うか否かを判定する。また、車両1の走行車線に隣接する隣接車線を走行する他の車両が検出された場合には、車線変更判定部113は、例えば、車両1と検出された他の車両との相対速度及び車間距離に基づき、後述する車線変更制御の実行可否を判定する。
行動計画生成部112は、車線変更判定部113によって車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、車線変更イベントを設定したり、当該車線変更イベントに応じた目標軌道を生成したりする。
第2制御部120は、行動計画生成部112によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両1が通過するように制御する。第2制御部120は、例えば、取得部121と、速度制御部122と、操舵制御部123と、通知制御部124とを備える。
取得部121は、行動計画生成部112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122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又はブレーキ装置210を制御する。
操舵制御部123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122及び操舵制御部123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。
通知制御部124は、HMI30やナビHMI62等を制御して、車両1の乗員(例えば運転者)に対する各種通知(各種情報を提示)を実行する。例えば、通知制御部124は、車線変更制御の開始を乗員に通知したり、車線変更制御を途中で中止する場合にはその旨を乗員に通知したりする。車線変更制御の開始通知や、車線変更制御を中止する旨の通知は、例えば、HMI30やナビHMI62等の表示装置に表示させたり、スピーカから音声を流したりして行われる。
制御装置100において、例えば、第1制御部110の行動計画生成部112と、第2制御部120の取得部121、速度制御部122及び操舵制御部123と、を合わせたものが走行制御部130を構成する。走行制御部130は、例えば、車線変更判定部113によって車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、車線変更制御を実行する。
<車線変更制御>
(車線変更の動作)
図4の(A)及び(B)は、車線変更制御による車両1の車線変更の動作の一例を示す。図4の(A)は、車両1が運転席側に車線変更する場合を示し、図4の(B)は、車両1が助手席側に車線変更する場合を示す。
ここでは、運転席2に着座する運転者の操作によらず、制御装置100による制御に従って車両1が自律走行している場合を一例に説明する。このとき、制御装置100は、認識部111によって認識された車両1の周辺状況等に応じて、車両1が走行する車線を変更する車線変更制御を適宜実行し得る。
道路300は、左車線310と、右車線320と、左車線310と右車線320との境界に設けられ、道路区画線としての区画線330と、を有する。左車線310及び右車線320の進行方向は、図4の(A)及び(B)の左方から右方へ向かう方向である。
ここで、車両1の走行車線を、以下「自車線L1」とも称する。また、自車線L1に隣接する車線を、以下「隣接車線L2」とも称する。図4の(A)では、車両1は、左車線310を走行中であるので、自車線L1が左車線310であり、隣接車線L2が右車線320である。一方、図4の(B)では、車両1は、右車線320を走行中であるので、自車線L1が右車線320であり、隣接車線L2が左車線310である。
先ず、図4の(A)について説明する。制御装置100は、車両1が道路300の左車線310を走行中、車両1よりも遅い速度で自車線L1を走行する前走車両M1を追い越すために、車線変更制御を実行する。
具体的には、車線変更判定部113は、認識部111によって認識された周辺状況に基づいて、車線変更制御の実行可否を判定する。
車線変更判定部113により車線変更制御の実行が可能と判定された場合、通知制御部124は、HMI30を介して、車両1の乗員に車線変更制御を開始することを乗員に通知する。車線変更制御を開始することの通知(以下、車線変更制御の開始通知とも称す)は、例えば、車両1に取り付けられた表示装置による表示や、スピーカからの音声案内による通知である。車線変更制御の開始通知の際には、通知制御部124は、車線変更の方向、ここでは運転席側の方向に車線変更する旨の通知を行ってもよい。
また、通知制御部124は、車線変更制御の開始通知と併せて、運転者に車両1の周辺の確認を促す通知を行う。これにより、運転者は、運転席側における車両1の周辺を確認する。具体的には、運転者は、運転席側のサイドミラー6を確認したり、運転席側の車両1の側方(右方)を直接確認したりする。
通知制御部124による通知(すなわち、車線変更制御の開始通知)が開始されたときから時間t10の経過後、制御装置100は、右側のウインカー5を点灯開始させる。これにより、車両1の外部に対して車両1の車線変更が通知される。
ウインカー5の点灯開始から時間t20の経過後、走行制御部130は、運転席側(右側)へ車線変更制御を開始する。これにより、走行制御部130は、車両1の操舵を開始し、車両1は横移動する。
走行制御部130は、車線変更制御の開始から時間t30の経過後に隣接車線L2への横移動を完了させるよう、操舵制御する。これにより、車線変更制御が完了する。
前述した時間t10、t20、t30は、例えば、車両1の製造業者等により制御装置100に予め記憶された時間である。
ここで、通知制御部124による通知が開始されたときから車線変更制御の開始までの時間は、運転者が車両1の周辺を確認するための周辺確認時間に相当する。運転席側に車線変更する場合の周辺確認時間(以下、単に運転席側の周辺確認時間とも称す)は、時間t10と時間t20との合計時間T1として予め制御装置100に記憶されている。
運転者が周辺確認時間内に周辺を確認できる状態になっていることがドライバモニタカメラ50及び/又はステアリング把持センサ84により検出されると、前述のようにウインカー5の点灯開始から時間t20の経過後に車線変更制御が開始する。一方で、周辺確認時間内に運転者が周辺を確認できる状態になっていることが検出されない場合、ウインカー5は消灯し、車線変更制御は実行されない。なお、例えば、運転者が周辺確認時間内に周辺を確認したことがドライバモニタカメラ50等により検出されたことに基づき、車線変更制御が開始する構成であってもよい。
一例として、通知制御部124による通知が開始されたときからウインカー5の点灯開始までの時間t10を1秒、ウインカー5の点灯開始から車線変更制御の開始までの時間t20を1秒、車線変更制御の開始から車線変更制御の完了までの時間t30を6秒とすると、図4の(A)に示すような運転席側に車線変更する場合の車線変更時間は、時間t10、t20、t30の合計時間である8秒となる。また、運転席側の周辺確認時間は、時間t10と時間t20との合計時間T1として2秒となる。
次に、図4の(B)について説明する。
助手席側に車線変更する場合も、前述した運転席側に車線変更する場合と同様に、車線変更判定部113により車線変更制御の実行が可能と判定された場合、通知制御部124は、HMI30を介して、車両1の乗員に車線変更制御を開始することを乗員に通知する。また、通知制御部124は、車線変更制御の開始通知と併せて、運転者に車両1の周辺の確認を促す通知を行う。
ここで、助手席側におけるサイドミラー6や車両1の側方(左方)は、運転席側におけるサイドミラー6や車両1の側方(右方)よりも運転席から離れた位置にある。よって、助手席側における車両1の周辺は、運転席側における車両1の周辺と比較すると、運転者にとって視認性が悪い。
このように、助手席側に車線変更を行う場合、助手席側周辺の視認性が一般的に悪くなるので、運転席側に車線変更を行う場合と比較して、運転者による助手席側の周辺確認はより多くの時間を要する。よって、助手席側に車線変更する場合の周辺確認時間(以下、単に助手席側の周辺確認時間とも称す)を、運転席側の周辺確認時間と同じT1にすると、運転者の周辺の確認が不足する虞がある。
そこで、本実施形態では、周辺確認時間は、車線変更制御による車両1の車線変更の方向によって異なる。これにより、視認性が悪い助手席側に車線変更する場合であっても周辺確認時間を十分に確保することができる。
具体的に説明すると、助手席側に車線変更する場合では、通知制御部124による通知が開始されたときからウインカー5の点灯開始までの時間は、運転席側に車線変更する場合の時間t10よりも長い時間t11である。時間t11は、例えば、車両1の製造業者等により制御装置100に予め記憶された時間である。そして、ウインカー5の点灯開始から車線変更制御の開始までの時間は、運転席側に車線変更する場合と同様に、時間t20である。
助手席側の周辺確認時間は、時間t11、t20の合計時間T2(>T1)であり、すなわち、助手席側の周辺確認時間は、運転席側の周辺確認時間よりも長い。換言すると、助手席側における車線変更制御の開始のタイミングを、運転席側における車線変更制御の開始のタイミングよりも遅らせる。
助手席側の周辺確認時間も運転席側の周辺確認時間と同様に、時間t11と時間t20との合計時間T2として予め制御装置100に記憶されている。
一例として、通知制御部124による通知が開始されたときからウインカー5の点灯開始までの時間t11を2秒、ウインカー5の点灯開始から操舵開始までの時間t20を1秒、車線変更制御の開始から車線変更制御の完了までの時間t30を6秒とすると、図4の(B)に示すような助手席側に車線変更する場合の車線変更時間は、時間t11、t20、t30の合計時間である9秒となる。また、助手席側の周辺確認時間は、時間t11、t20の合計時間T2として3秒となる。
ところで、仮に車線変更の方向によらず周辺確認時間を一律に長くすると(例えば、運転席側の周辺確認時間もT2とすると)、運転席側に車線変更する場合の車線変更時間も長くなる。車線変更時間が長くなると、車線変更制御の実行が不可であると判定される機会が多くなるので、車線変更の実行機会が減少してしまう。
本実施形態では、周辺確認時間は、車両1の車線変更の方向によって異なるので、周辺確認時間が車線変更の方向によらず一律に長い場合と比較して、車線変更の実行機会が増加する。
(制御フロー)
次に、制御装置100が車線変更制御を実行するときの処理(制御フローとも称する)の一例について、図5及び図6に示すフローチャートを参照して説明する。制御装置100による制御に従って車両1が自律走行している状態において、制御装置100は、例えば、図5及び図6のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。
制御装置100は、先ず、車線変更制御の実行状態を示す車線変更フラグがONであるか否かを判定する(ステップS10)。車線変更フラグがONであると判定する場合(ステップS10:YES)、制御装置100は、後述のステップS32の処理に進む。
車線変更フラグがOFFであると判定した場合(ステップS10:NO)、制御装置100は、車線変更を行うか否かを判定する(ステップS12)。例えば、制御装置100は、車両1と前走車両M1との車間距離が所定の閾値以下となった場合に、車線変更を行うと判定するが、これに限られず、前走車両M1の有無に関わらず所定の条件が成立した場合に車線変更を行うと判定してもよい。
車線変更を行わないと判定する場合(ステップS12:NO)、制御装置100は、そのまま今回の制御フローを終了する。
車線変更を行うと判定する場合(ステップS12:YES)、制御装置100は、車線変更の方向が運転席側及び助手席側のいずれであるかを判定する(ステップS14)。
運転席側に車線変更する場合(ステップS14:運転席側)、周辺確認時間は前述したT1となる(ステップS16)。助手席側に車線変更する場合(ステップS14:助手席側)、周辺確認時間は前述したT2(>T1)となる(ステップS18)。具体的には、制御装置100は、制御装置100に予め記憶された時間t10と時間t20との合計時間T1又は時間t11と時間t20との合計時間T2を参照し、周辺確認時間をT1又はT2とする。
次に、制御装置100は、認識部111によって認識された周辺状況に基づき、車線変更制御の実行可否を判定する(ステップS20)。具体的には、前述のとおり、制御装置100は、自車線L1及び隣接車線L2に存在する他の車両の情報を含む周辺状況に基づいて、車線変更制御の実行可否を判定する。
また、制御装置100は、車線変更制御の実行可否を判定するとき、ステップS16又はステップS18で決定した周辺確認時間を含む車線変更時間も考慮する。具体的には、制御装置100は、決められた車線変更時間内に車線変更を完了できると判定するとき、車線変更制御の実行が可能と判定する。
車線変更制御の実行が不可と判定された場合(ステップS20:NO)、制御装置100は、そのまま今回の制御フローを終了する。
車線変更制御の実行が可能と判定された場合(ステップS20:YES)、制御装置100は、車線変更フラグをONにする(ステップS22)。
車線変更フラグがONとなると、制御装置100は、HMI30を介して車線変更制御を実行することを乗員に通知する(ステップS24)。また、制御装置100は、運転者に車両1の周辺の確認を促す通知も行う。
通知制御部124による通知が開始されたときから時間t10又はt11の経過後、制御装置100は、ウインカー5の点灯を開始させる(ステップS26)。
次に、制御装置100は、運転者が周辺確認時間内に車両1の周辺を確認できる状態になっているか否かを判定する(ステップS28)。
運転者が周辺確認時間内に車両1の周辺を確認できる状態になっていないと判定された場合(ステップS28:NO)、制御装置100は、ウインカー5を消灯するとともに(ステップS29)、車線変更フラグをOFFにし(ステップS30)、そのまま今回の制御フローを終了する。
運転者が周辺確認時間内に車両1の周辺を確認できる状態になっていると判定された場合(ステップS28:YES)、ウインカー5の点灯開始から時間t20の経過後、制御装置100は、車線変更制御の実行可否を判定する(ステップS32)。
車線変更制御の実行が不可と判定された場合(ステップS32:NO)、制御装置100は、ウインカー5を消灯させるとともに(ステップS38)、車線変更フラグをOFFにし(ステップS40)、今回の制御フローを終了する。例えば、制御装置100は、ウインカー5の点灯後に前走車両M1が隣接車線L2に車線変更した場合、車線変更制御の実行が不可と判定する。
車線変更制御の実行が可能と判定された場合(ステップS32:YES)、制御装置100は、車線変更制御を実行する(ステップS34)。これにより、制御装置100は、車両1の操舵制御を開始し、車両1は自車線L1から隣接車線L2まで横移動する。
車線変更制御の開始後、制御装置100は、車線変更が完了したか否かを判定する(ステップS36)。具体的には、制御装置100は、車両1が隣接車線L2まで横移動したか否かを判定する。
車線変更が完了していないと判定するとき(ステップS36:NO)、制御装置100は、そのまま今回の制御フローを終了し、次回の制御フローにおいて引き続き車線変更が完了したか否かを判定する。
車線変更が完了したとき(ステップS36:YES)、制御装置100は、車線変更制御を完了する。そして、制御装置100は、ウインカー5を消灯させるとともに(ステップS38)、車線変更フラグをOFFにして(ステップS40)、今回の制御フローを終了する。
(周辺確認時間)
前述した周辺確認時間は、予め制御装置100に記憶されたT1又はT2であったが、これに限られない。周辺確認時間は、車両1の周辺状況、車両1における乗員又は荷物の状態、及び車両1の諸元のうち少なくともいずれかに基づき変化してもよい。
車両1の周辺状況は、例えば、認識部111により認識された情報であり、車両1の周囲を走行する他の車両の数、車両1が走行する道路300の車線の数、及び道路300の曲率などの交通情報を含む。例えば、車両1の周囲を走行する他の車両の数が多い場合、車両1が走行する道路300の車線の数が多い場合、又は道路300の曲率が大きい場合には、車両1の周辺の視認性が比較的悪いので、周辺確認時間を長く設定してもよい。
また、車両1の周辺状況は、逆光や、天気、時間帯などの環境情報も含んでもよい。例えば、車線変更の方向から日が射し込む逆光である場合、車両1の周辺に霧が発生している場合、又は時間帯が夜である場合には、車両1の周辺の視認性が比較的悪いので、周辺確認時間を長く設定してもよい。
車両1における乗員又は荷物の状態は、例えば、運転者とは異なる乗員の乗車位置や人数、及び車両1に積載された荷物の配置や積載量などを含む。これらの状態は、例えば、車室内に設けられたカメラ(不図示)により検出される。例えば、乗員が助手席3に着座する場合、車両1に乗車している人数が多い場合、又は車両1に積載された荷物の積載量が多い場合には、車両1の周辺の視認性が比較的悪いので、周辺確認時間を長く設定してもよい。
また、車両1における乗員の状態は、運転者の運転歴情報も含んでもよい。例えば、運転者の運転歴が短い場合には、周辺確認時間を長く設定してもよい。
車両1の諸元は、例えば、車両1の車幅、車両1の座席の位置(例えば助手席3の傾き)、サイドミラー6の取付状態(例えば角度状態)などの情報を含む。例えば、車両1の車幅が大きい場合、車両1の助手席3が運転者の視界を妨げる位置にある場合、又はサイドミラー6が比較的下方向を向いている場合には、車両1の周辺の視認性が比較的悪いので、周辺確認時間を長く設定してもよい。
以下、車両1の周辺状況、車両1における乗員又は荷物の状態、及び車両1の諸元のうち少なくともいずれかに基づき周辺確認時間が変化する構成として、車両1の周辺状況に基づき周辺確認時間が変化する構成を一例に説明する。
図7は、運転席側における車両1の周辺を走行する他の車両M2の数が多い(すなわち、交通量が多い)場合に、車両1が運転席側の隣接車線L2に車線変更する一例を示す。図7の一例では、車両1の運転席側の隣接車線L2の右側にさらに車線L3が存在し、多くの他の車両M2が隣接車線L2及び車線L3を走行する。
周辺確認時間は、車両1の周辺を走行する他の車両M2の数に基づき変化してもよい。具体的には、車両1の周辺を走行する他の車両M2の数が多い場合の周辺確認時間は、車両1の周辺を走行する他の車両M2の数が少ない場合の周辺確認時間よりも長く設定されてもよい。
図7の一例では、制御装置100は、運転席側の周辺確認時間を、予め記憶されたT1を長くする補正を行ったT3(>T1)に設定する。このように交通量の多い場合に周辺確認時間を長く設定することで、運転者は運転席側の周辺を十分に確認できる。
ここで、運転席側の周辺確認時間は、助手席側の周辺確認時間よりも長く設定されてもよい。すなわち、運転席側の周辺確認時間として新たに設定されたT3は、助手席側の周辺確認時間として予め記憶されたT2よりも長くなってもよい。
なお、助手席側における車両1の周辺を走行する他の車両M2の数が多い場合には、助手席側の周辺確認時間を、予め記憶されたT2を長くする補正を行ったものに設定してもよい。
《変形例》
前述した実施形態では、運転者が運転席2に着座する場合を想定して、助手席側の周辺確認時間を運転席側の周辺確認時間よりも長くした。しかしながら、例えば完全自動運転により車両1が自律走行しているときには、車線変更制御の実行時に運転席2に誰も着座していない場合も想定し得る。
図8は、乗員が運転席2に着座していない状態で完全自動運転による自律走行している車両1の概略図である。図8に示す車両1は、例えば乗員が運転席2と後部座席4とを車室内で移動可能に構成されている。また、後部座席4のうち左後部座席4Lの前方には、車両1の走行に関して所定の操作を行うことができる操作部9が設けられている。乗員は、左後部座席4Lに着座しており、操作部9を操作することにより、例えば車線変更制御の実行中止の操作を行うことができる。
このような場合、左後部座席4Lに着座する乗員が車両1の周辺を確認するとき、乗員の乗車側とは反対側(右側)の視認性は、乗員の乗車側(左側)の視認性よりも悪い。そこで、変形例においては、前述した車線変更制御によって、車両1が乗員の乗車側とは反対側の方向(右方向)に車線変更する場合の周辺確認時間は、乗員の乗車側の方向(左方向)に車線変更する場合の周辺確認時間よりも長く構成される。例えば、制御装置100は、車両1が右方向に車線変更する場合の周辺確認時間をT2と設定し、左方向に車線変更する場合の周辺確認時間をT1と設定する。これにより、周辺確認時間を十分に確保することができる。
そして、例えばドライバモニタカメラ50等の検出結果により乗員が周辺確認時間内に周辺を確認できる状態になっていると判定した場合、制御装置100は車線変更制御を開始する。また、ドライバモニタカメラ50等の検出結果により乗員が車両1の周辺を確認したと判定した場合に、制御装置100が車線変更制御を開始する構成であってもよい。なお、乗員は、車両1の周辺の確認を行い、車線変更制御の中止をすべきと判断した場合、操作部9を操作して、車線変更制御の実行中止の操作を行う。
以上、本発明の一実施形態及び変形例について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
前述した実施形態では、助手席側に車線変更する場合の時間t11を、運転席側に車線変更する場合の時間t10よりも長くすることにより、助手席側の周辺確認時間を運転席側の周辺確認時間よりも長くしたが、これに限られない。例えば、助手席側に車線変更する場合におけるウインカー5の点灯開始から車線変更制御の開始までの時間を、運転席側に車線変更する場合の時間t20よりも長くすることにより、助手席側の周辺確認時間を運転席側の周辺確認時間よりも長くしてもよい。
また、前述した実施形態では、車線変更制御の開始通知から車線変更制御の開始までの時間を周辺確認時間としたが、これに限られない。例えば、通知制御部124による通知が開始されたときからウインカー5の点灯開始までを周辺確認時間としてもよい。
前述した実施形態では、運転席側の周辺確認時間及び助手席側の周辺確認時間はそれぞれ制御装置100に予め記憶されたT1、T2であったが、これに限られず、乗員の希望により可変に設定される構成であってもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 移動体(車両1)が走行する車線を変更する車線変更制御を実行可能な制御装置(制御装置100)であって、
前記移動体の周辺状況を認識する認識部(認識部111)と、
前記認識部によって認識された前記周辺状況に基づき、前記車線変更制御の実行可否を判定する車線変更判定部(車線変更判定部113)と、
前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、前記車線変更制御を実行する走行制御部(走行制御部130)と、
前記移動体に搭載された通知装置(HMI30、ナビHMI62)を介して、前記移動体の乗員に所定の通知を行う通知制御部(通知制御部124)と、
を備え、
前記通知制御部は、前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、前記車線変更制御を開始することを前記移動体の乗員に通知し、
前記走行制御部は、前記通知制御部による通知が開始されたときから所定時間が経過した後に、前記車線変更制御を開始し、
前記所定時間は、前記車線変更制御による前記移動体の車線変更の方向によって異なる、
制御装置。
乗員が周囲を確認するための周辺確認時間が移動体の車線変更の方向に関わらず一律であると、車線変更の方向によっては、操舵の開始前における乗員の周辺確認が不足する虞がある。(1)によれば、車線変更の方向によって車線変更制御の開始のタイミングが異なるので、車線変更の方向がいずれの方向であっても、周辺確認時間を十分に確保することができる。さらに、周辺確認時間を車線変更の方向に関わらず一律に長くする場合と比較して、車線変更の実行機会が減少することを抑制できる。
(2) (1)に記載の制御装置であって、
前記車線変更制御によって、左右方向の一方である第1方向に前記移動体が車線変更する場合の前記所定時間は、前記左右方向の他方である第2方向に前記移動体が車線変更する場合の前記所定時間よりも長い、
制御装置。
(2)によれば、左右方向のいずれかの方向への車線変更制御の開始のタイミングを遅らせることができ、周辺確認時間を十分に確保することができる。
(3) (2)に記載の制御装置であって、
前記乗員が前記移動体の周辺を確認する場合における前記第1方向の視認性は、前記第2方向の視認性よりも悪い、
制御装置。
(3)によれば、視認性の悪い方向への車線変更制御の開始のタイミングを遅らせることができ、周辺確認時間を十分に確保することができる。
(4) (3)に記載の制御装置であって、
前記第1方向は、前記左右方向のうち前記移動体の移動を操作可能な前記乗員の乗車側とは反対側の方向である、
制御装置。
(4)によれば、移動体の移動を操作可能な乗員の乗車側とは反対側の方向に車線変更する場合、車線変更の方向の視認性が比較的悪いので、乗車側に車線変更する場合よりも車線変更制御の開始のタイミングを遅らせることにより、周辺確認時間を十分に確保することができる。
(5) (4)に記載の制御装置であって、
前記第1方向は、前記左右方向のうち前記移動体の運転席とは反対側(助手席側)の方向である、
制御装置。
(5)によれば、運転席側とは反対側の方向に車線変更する場合、移動体周辺の視認性が比較的悪いので、運転席側に車線変更する場合よりも車線変更制御の開始のタイミングを遅らせることにより、周辺確認時間を十分に確保することができる。
(6) (1)から(5)のいずれかに記載の制御装置であって、
前記所定時間は、前記周辺状況、前記移動体における乗員又は荷物の状態、及び前記移動体の諸元のうち少なくともいずれかに基づき変化する、
制御装置。
(6)によれば、周辺状況、移動体における乗員又は荷物の状態、及び移動体の諸元基づき周辺確認時間を可変に設定できる。
(7) (1)から(6)のいずれかに記載の制御装置であって、
前記乗員が前記所定時間内に前記移動体の周辺を確認できる状態になっていると判定された場合に、前記車線変更制御を開始する、
制御装置。
(7)によれば、乗員が移動体の周辺を確認できる状態で車線変更制御を開始させるので、より安全な車線変更制御を実行することができる。
(8) (1)から(7)のいずれかに記載の制御装置であって、
前記所定時間は、前記通知制御部による前記通知が開始されたときから前記車線変更制御が開始されるまでの時間、又は、前記通知制御部による前記通知が開始されたときから前記移動体の外部に対する前記車線変更制御の実行の通知(ウインカー5の点灯)が開始されるまでの時間である、
制御装置。
(8)によれば、所定時間を適切に定めることができる。
(9) (1)から(8)のいずれかに記載の制御装置であって、
前記通知制御部による前記所定の通知は、前記移動体に搭載された表示装置(HMI30やナビHMI62の表示装置)による表示、及び前記移動体に搭載された音声出力装置(HMI30やナビHMI62のスピーカ)による音声案内のうち少なくともいずれかを含む、
制御装置。
(9)によれば、表示及び/又は音声により所定の通知(例えば、車線変更制御が開始されること)を乗員に案内することができる。
1 車両(移動体)
30 HMI(通知装置)
62 ナビHMI(通知装置)
100 制御装置
111 認識部
113 車線変更判定部
124 通知制御部
130 走行制御部

Claims (9)

  1. 移動体が走行する車線を変更する車線変更制御を実行可能な制御装置であって、
    前記移動体の周辺状況を認識する認識部と、
    前記認識部によって認識された前記周辺状況に基づき、前記車線変更制御の実行可否を判定する車線変更判定部と、
    前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、前記車線変更制御を実行する走行制御部と、
    前記移動体に搭載された通知装置を介して、前記移動体の乗員に所定の通知を行う通知制御部と、
    を備え、
    前記通知制御部は、前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と判定された場合に、前記車線変更制御を開始することを前記移動体の乗員に通知し、
    前記走行制御部は、前記通知制御部による通知が開始されたときから所定時間が経過した後に前記車線変更判定部によって前記車線変更制御の実行が可能と再び判定された場合に、前記車線変更制御を開始し、
    前記所定時間は、前記車線変更制御による前記移動体の車線変更の方向によって異なる、
    制御装置。
  2. 請求項1に記載の制御装置であって、
    前記車線変更制御によって、左右方向の一方である第1方向に前記移動体が車線変更する場合の前記所定時間は、前記左右方向の他方である第2方向に前記移動体が車線変更する場合の前記所定時間よりも長い、
    制御装置。
  3. 請求項2に記載の制御装置であって、
    前記乗員が前記移動体の周辺を確認する場合における前記第1方向の視認性は、前記第2方向の視認性よりも悪い、
    制御装置。
  4. 請求項3に記載の制御装置であって、
    前記第1方向は、前記左右方向のうち前記移動体の移動を操作可能な前記乗員の乗車側とは反対側の方向である、
    制御装置。
  5. 請求項4に記載の制御装置であって、
    前記第1方向は、前記左右方向のうち前記移動体の運転席とは反対側の方向である、
    制御装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置であって、
    前記所定時間は、前記周辺状況、前記移動体における乗員又は荷物の状態、及び前記移動体の諸元のうち少なくともいずれかに基づき変化する、
    制御装置。
  7. 請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置であって、
    前記走行制御部は、前記乗員が前記所定時間内に前記移動体の周辺を確認できる状態になっていると判定された場合に、前記車線変更制御を開始する、
    制御装置。
  8. 請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置であって、
    前記所定時間は、前記通知制御部による前記通知が開始されたときから前記車線変更制御が開始されるまでの時間、又は、前記通知制御部による前記通知が開始されたときから前記移動体の外部に対する前記車線変更制御の実行の通知が開始されるまでの時間である、
    制御装置。
  9. 請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置であって、
    前記通知制御部による前記所定の通知は、前記移動体に搭載された表示装置による表示、及び前記移動体に搭載された音声出力装置による音声案内のうち少なくともいずれかを含む、
    制御装置。
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