(57)【要約】【課題】車両の走行速度を考慮して物体の検出態様を変えることが可能な新規なシステムを提供する。【解決手段】車両制御システムは、車速取得装置と、回転式のＬＩＤＥＲと、制御装置と、を備える。車速取得装置は、車両の走行速度を取得する。ＬＩＤＥＲは、レーザ光を用いて車両の周囲情報を取得する。制御装置は、ＬＩＤＥＲの回転動作を制御する。制御装置は、走行速度に基づいて回転動作の周期を設定する処理を行う。制御装置は、設定処理において、走行速度が相対的に高速の場合の周期を、走行速度が相対的に低速の場合の周期よりも長い周期に設定する。【選択図】図１
2020153923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行速度を取得する車速取得装置と、
レーザ光を用いて前記車両の周囲情報を取得する回転式のライダーと、
前記ライダーの回転動作を制御する制御装置と、
を備える車両制御システムであって、
前記制御装置は、前記走行速度に応じて前記回転動作の周期を設定する処理を行い、
前記制御装置は、前記設定処理において、前記走行速度が相対的に高速の場合の前記周期を、前記走行速度が相対的に低速の場合の前記周期よりも長い周期に設定する
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得装置と、
地図情報を有する地図データベースと、を更に備え、
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上、かつ、所定の検出領域内に位置する停止線が存在するか否かを判定し、
前記停止線が存在すると判定された場合、前記設定処理において、前記停止線が存在しないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得装置と、
地図情報を有する地図データベースと、を更に備え、
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上、かつ、所定の検出領域内に位置する停止線が存在するか否かを判定し、
前記停止線が存在すると判定された場合、前記停止線が存在しないと判定された場合よりも前記走行速度を低下させる減速制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得装置と、
地図情報を有する地図データベースを更に備え、
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上の交差点の周辺、かつ、所定の検出領域内に、前記レーザ光を遮る物標が存在するか否かを判定し、
前記物標が存在すると判定された場合、前記設定処理において、前記物標が存在しないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得装置と、
地図情報を有する地図データベースを更に備え、
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上の交差点の周辺、かつ、所定の検出領域内に、前記レーザ光を遮る物標が存在するか否かを判定し、
前記物標が存在すると判定された場合、前記物標が存在しないと判定された場合よりも前記走行速度を低下させる減速制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記周囲情報を取得する周囲情報取得装置を更に備え、
前記制御装置は、更に、
前記周囲情報に含まれる先行車両の情報に基づいて、前記先行車両の走行に追従する追従制御を実行し、
車間距離が維持された状況で前記追従制御が実行されているか否かを判定し、
前記車間距離が維持された状況で前記追従制御が実行されていると判定された場合は、前記設定処理において、これと同一の状況で前記追従制御が実行されていないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する
ことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記制御装置は、更に、
前記追従制御の実行中、前記先行車両の情報に基づいて、前記先行車両が減速走行を開始したか否かを判定し、
前記先行車両が減速走行を開始したと判定された場合、前記設定処理において、前記先行車両が減速走行を開始していないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する
ことを特徴とする請求項６に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ライダー（ＬＩＤＥＲ：Laser Imaging Detection and Ranging）が搭載された車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２０１８／０１４９７３２号明細書は、車両に搭載されるライダーシステムを開示する。この従来のシステムは、回転式のＬＩＤＥＲを備えている。このＬＩＤＥＲは、レーザと、可動ミラーと、回転台と、光検出器と、を備えている。レーザは、光を放射する。可動ミラーは、レーザから放射された光（以下、「レーザ光」とも称す。）を反射して、周囲の環境に照射する。回転台は、可動ミラーを回転させる。光検出器は、周囲の環境で反射した光を検出する。
【０００３】
従来のシステムは、更に、コントローラを備えている。このコントローラは、光検出器の検出情報に基づいて、周囲の物体を認識する。コントローラは、物体を検出した場合、この物体を検出した方向にレーザ光が照射されるように回転台の位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１８／０１４９７３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のシステムによれば、物体が検出された直後に、この検出の前とは異なる態様で回転台が操作される。したがって、検出の前後で同じ態様の操作を続ける場合に比べ、検出された物体の詳細な情報を早いタイミングで取得することが可能となる。ただし、一般論として、車両が高速で走行している場合は、この詳細な情報を迅速に取得することが要求される。したがって、初回の検出のタイミングを早めるか、または、初回の検出のタイミングで詳細な情報を取得することが望ましい。この観点において、従来のシステムには改良の余地がある。
【０００６】
本開示の１つの目的は、車両の走行速度を考慮して物体の検出態様を変えることが可能な新規なシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第１の観点は、車両制御システムである。
前記システムは、車速取得装置と、回転式のライダーと、制御装置と、を備える。
前記車速取得装置は、車両の走行速度を取得する。
前記ライダーは、レーザ光を用いて前記車両の周囲情報を取得する。
前記制御装置は、前記ライダーの回転動作を制御する。
前記制御装置は、前記走行速度に基づいて前記回転動作の周期を設定する処理を行う。
前記制御装置は、前記設定処理において、前記走行速度が相対的に高速の場合の前記周期を、前記走行速度が相対的に低速の場合の前記周期よりも長い周期に設定する。
【０００８】
本開示の第２の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記システムは、位置情報取得装置と、地図データベースと、を更に備える。
前記位置情報取得装置は、前記車両の位置情報を取得する。
前記地図データベースは、地図情報を有する。
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上、かつ、所定の検出領域内に位置する停止線が存在するか否かを判定し、
前記停止線が存在すると判定された場合、前記設定処理において、前記停止線が存在しないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する。
【０００９】
本開示の第３の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記システムは、位置情報取得装置と、地図データベースと、を更に備える。
前記位置情報取得装置は、前記車両の位置情報を取得する。
前記地図データベースは、地図情報を有する。
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上、かつ、所定の検出領域内に位置する停止線が存在するか否かを判定し、
前記停止線が存在すると判定された場合、前記停止線が存在しないと判定された場合よりも前記走行速度を低下させる減速制御を行う。
【００１０】
本開示の第４の観点は、第１乃至３の観点において、更に次の特徴を有する。
前記システムは、位置情報取得装置と、地図データベースと、を更に備える。
前記位置情報取得装置は、前記車両の位置情報を取得する。
前記地図データベースは、地図情報を有する。
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上の交差点の周辺、かつ、所定の検出領域内に、前記レーザ光を遮る物標が存在するか否かを判定し、
前記物標が存在すると判定された場合、前記設定処理において、前記物標が存在しないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する。
【００１１】
本開示の第５の観点は、第１乃至３の観点において、更に次の特徴を有する。
前記システムは、位置情報取得装置と、地図データベースと、を更に備える。
前記位置情報取得装置は、前記車両の位置情報を取得する。
前記地図データベースは、地図情報を有する。
前記制御装置は、更に、
前記走行速度、前記位置および地図情報に基づいて、前記車両の経路上の交差点の周辺、かつ、所定の検出領域内に、前記レーザ光を遮る物標が存在するか否かを判定し、
前記物標が存在すると判定された場合、前記物標が存在しないと判定された場合よりも前記走行速度を低下させる減速制御を行う。
【００１２】
本開示の第６の観点は、第１乃至５の観点において、更に次の特徴を有する。
前記システムは、周囲情報取得装置を更に備える。
前記周囲情報取得装置は、前記周囲情報を取得する。
前記制御装置は、更に、
前記周囲情報に含まれる先行車両の情報に基づいて、前記先行車両の走行に追従する追従制御を実行し、
車間距離が維持された状況で前記追従制御が実行されているか否かを判定し、
前記車間距離が維持された状況で前記追従制御が実行されていると判定された場合は、前記設定処理において、これと同一の状況で前記追従制御が実行されていないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する。
【００１３】
本開示の第７の観点は、第６の観点において、更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、更に、
前記追従制御の実行中、前記先行車両の情報に基づいて、前記先行車両が減速走行を開始したか否かを判定し、
前記先行車両が減速走行を開始したと判定された場合、前記設定処理において、前記先行車両が減速走行を開始していないと判定された場合よりも前記周期を短い周期に設定する。
【発明の効果】
【００１４】
第１の観点によれば、ライダーの回転動作の周期を設定する設定処理が行われる。この設定処理では、走行速度が相対的に高速の場合の周期が、走行速度が相対的に低速の場合の周期よりも延長される。そのため、走行速度が低下するにつれてライダーを高速で回転動作させ、また、走行速度が上昇するにつれてライダーを低速で回転動作させることが可能となる。したがって、低速走行中は車両の近辺の物標を早いタイミングで検出することが可能となる。また、高速走行中は車両の遠方の物標の詳細な情報を初回の検出のタイミングで得ることが可能となる。
【００１５】
第２の観点によれば、停止線が存在すると判定された場合、停止線が存在しないと判定された場合よりも周期が短縮される。この停止線は、車両の経路上、かつ、所定の検出領域内に位置する。このような停止線の手前では、車両を一時的に停止することが求められる。そのため、停止線よりも前方に存在する物標を検出する重要性が下がり、周期が短縮されたとしても問題はない。むしろ、周期が短縮されることで、ライダーを高速で回転動作させて、停止線の周辺の物標を早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、走行安全性を向上することが可能となる。
【００１６】
第３の観点によれば、停止線が存在すると判定された場合、この停止線が存在しないと判定された場合よりも走行速度を低下させる減速制御が行われる。この減速制御が行われれば、第１の観点で説明した設定処理の実行によって周期が短縮される。したがって、第２の観点による効果と同等の効果を得ることが可能となる。
【００１７】
第４の観点によれば、物標が存在すると判定された場合、この物標が存在しないと判定された場合よりも周期が短縮される。この物標は、車両の経路上の交差点の周辺、かつ、所定の検出領域内に位置する。このような物標が存在すると、死角から飛び出してくる物標の検出が遅れる可能性がある。この点、周期が短縮されれば、ライダーを高速で回転動作させて、このような飛び出しを早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、走行安全性を向上することが可能となる。
【００１８】
第５の観点によれば、物標が存在すると判定された場合、この物標が存在しないと判定された場合よりも走行速度を低下させる減速制御が行われる。この減速制御が行われれば、第１の観点で説明した設定処理の実行によって周期が短縮される。したがって、第４の観点による効果と同等の効果を得ることが可能となる。
【００１９】
第６の観点によれば、特定の状況で追従制御が実行されていると判定された場合は、これと同一の状況で追従制御が実行されていないと判定された場合よりも周期が短縮される。この特定の状況とは、車間距離が一定に維持されている状況を示す。追従制御の実行中は、先行車両に注意が払われることが望ましい。この点、特定の状況で追従制御が実行される場合に周期が短縮されれば、先行車両の走行状態の変化を早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、追従制御の精度を向上することが可能となる。
【００２０】
第７の観点によれば、先行車両が減速走行を開始したと判定された場合、そうでないと判定された場合よりも周期が短縮される。周期が短縮されれば、減速走行の開始に伴う先行車両の走行状態の変化を早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、追従制御の精度を更に向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】可動ミラーの１秒当りの回転数ωの上限条件を説明する図である。
【図３】回転数ωの下限条件を説明する図である。
【図４】回転数ωの設定処理の例を説明する図である。
【図５】制御装置が実行する回転数制御の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】実施の形態２のシステムの構成例を示すブロック図である。
【図７】第１の変更条件が満たされる例を説明する図である。
【図８】第２の変更条件が満たされる例を説明する図である。
【図９】制御装置が実行する第１変更処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１０】第１変更処理が行われた場合の設定処理において設定される回転数ωを説明する図である。
【図１１】実施の形態３のシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１２】第３の変更条件が満たされる例を説明する図である。
【図１３】第３の変更条件が満たされる場合に行われる第２変更処理の例を説明する図である。
【図１４】制御装置が第４の変更条件に基づいて実行する第２変更処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１５】実施の形態４のシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１６】制御装置が実行する減速制御の処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２３】
１．実施の形態１
先ず、図１乃至５を参照しながら実施の形態１について説明する。
【００２４】
１．１  車両制御システムの全体構成
図１は、実施の形態１に係る車両制御システム（以下、単に「システム」と称す。）の構成例を示すブロック図である。図１に示すシステム１００は、車両Ｍ１に搭載される。車両Ｍ１としては、エンジンを動力源とする自動車、モータを動力源とする電気自動車、および、エンジンとモータを備えるハイブリッド自動車が例示される。モータは、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池などの電池により駆動される。
【００２５】
図１に示すように、システム１００は、車速センサ１０と、ＬＩＤＥＲ２０と、制御装置３０と、を備えている。
【００２６】
車速センサ１０は、車両Ｍ１の走行速度（以下、「車速」とも称す。）を取得する装置である。車速センサ１０としては、車輪速センサが例示される。車輪速センサは、車両Ｍ１の車輪、または、この車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに設けられる。車速センサ１０は、取得した車速の情報を制御装置３０に送信する。
【００２７】
ＬＩＤＥＲ２０は、レーザ光を用いて車両Ｍ１の周囲の情報を取得する装置である。ＬＩＤＥＲ２０は、レーザと、可動ミラーと、光検出器と、を含む。レーザは、光を放射する。１秒当たりの光の放射回数は、ＬＩＤＥＲ２０に固有の値である。可動ミラーは、レーザから放射された光（つまり、レーザ光）を反射して、周囲の環境に照射する。可動ミラーの可動の方向は、水平方向でもよいし、上下方向でもよい。可動ミラーとしては、機械式ミラーが例示される。機械式ミラーとしては、ポリゴンミラー、およびＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用した小型集積ミラーが例示される。光検出器は、周囲の環境で反射した光を検出する。光検出器は、検出した反射光の情報を制御装置３０に送信する。
【００２８】
ＬＩＤＥＲ２０は、可動ミラーを駆動する駆動部２１を更に含む。駆動部２１は、制御装置３０からの制御信号に基づいて、可動ミラーの回転動作の周期Ｔ［ｓ−１］を制御する。周期Ｔとは、基準位置から回転動作を開始した可動ミラーが、折り返し位置を経由して基準位置に戻るまでの時間を指す。説明の便宜上、本開示では、可動ミラーの振れ角が３６０度であることを前提とし、周期Ｔの代わりに可動ミラーの１秒当りの回転数ω［Ｈｚ］が制御される。
【００２９】
制御装置３０は、プロセッサ、メモリおよび入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置３０は、入出力インタフェースを介して各種の情報を受け取る。制御装置３０が受け取る情報には、車速および反射光の情報が含まれる。制御装置３０は、受け取った情報に基づいて各種の制御を行う。
【００３０】
１．２  制御装置の構成
制御装置３０の構成について説明する。図１に示すように、制御装置３０は、ＬＩＤＥＲ２０の回転数制御に関連する機能ブロックとして、物標認識部３１と、回転数制御部３２と、を備えている。これらの機能ブロックは、制御装置３０のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。
【００３１】
物標認識部３１は、反射光の情報に基づいて、車両Ｍ１の周囲の物標を認識する処理を行う。車両Ｍ１の周囲の物標には、移動物標と、静止物標と、が含まれる。移動物標としては、車両、バイク、自転車および歩行者が例示される。静止物標としては、白線および標識が例示される。認識処理には公知の処理が適用される。そのため、認識処理についての説明は省略される。
【００３２】
回転数制御部３２は、車速の情報に基づいてＬＩＤＥＲ２０の回転数ωを制御する回転数制御を実行する。回転数制御では、車速に応じた回転数ωを設定する処理が行われる。以下、この設定処理について説明する。
【００３３】
１．３  設定処理
設定処理では、回転数ωの上限値ω１および下限値ω２に基づいて、回転数ωが設定される。上限値ω１および下限値ω２の説明の前に、回転数ωとレーザ光の密度（または、反射光の情報を構成するデータ（点群）の密度）ρの関係について述べる。既に述べたように、レーザ光の照射回数はＬＩＤＥＲ２０に固有の値である。そのため、車速が一定の条件下で回転数ωが変わると、密度ρが変わる。具体的に、回転数ωが増加すると密度ρが低下し、回転数ωが減少すると密度ρが上昇する。なお、密度ρが高い場合は、密度ρが低い場合に比べ、反射光の情報に含まれる物標の情報量が多くなる。
【００３４】
１．３．１  上限値ω１
図２は、回転数ωの上限条件を説明する図である。図２に示す車両Ｍ１は車線上を車速ｖで走行している。車両Ｍ１の前方には、物標Ｂ１（具体的には静止物標）が存在している。物標Ｂ１は、検出領域Ｒ１の外周部に位置している。検出領域Ｒ１は、走行安全性を確保する観点から物標の検出が要求される領域である。検出領域Ｒ１の多くの部分は、車両Ｍ１の進行方向に広がっている。検出領域Ｒ１の面積ＳＲ１は、車速に応じて増減する。具体的に、面積ＳＲ１は、車速が上昇するほど増加し、車速が低下するほど減少する。
【００３５】
物標Ｂ１との接触を避けるためには、物標認識部３１による物標Ｂ１の認識の後に物標Ｂ１の手前で車両Ｍ１を停止させる必要がある。物標Ｂ１が認識された位置から車両Ｍ１が停止する位置までの走行距離Ｌ（ｖ）は、車速ｖと、係数ａおよびｂと、を用いて次式（１）で表される。
Ｌ（ｖ）＝ａｖ＋ｂｖ２  ・・・（１）
式（１）の右辺第１項は空走距離を表し、右辺第２項は制動距離を表す。空走距離は、物標Ｂ１のが認識されてから車両Ｍ１のブレーキ装置が効き始めるまでに車両Ｍ１が進む距離である。制動距離は、ブレーキ装置が効き始めてから車両Ｍ１が停止するまでに車両Ｍ１が進む距離である。
【００３６】
ここで、走行距離Ｌ（ｖ）を半径とする円ＣＩを考える。円ＣＩの円周の長さは２πＬ（ｖ）で表される。車両Ｍ１から走行距離Ｌ（ｖ）だけ離れた位置での密度ρは、１秒当りのレーザ光の本数Ｎ、回転数ωおよび走行距離（ｖ）を用い、次式（２）で表される。
ρ＝（Ｎ／ω）／２πＬ（ｖ）  ・・・（２）
【００３７】
更に、車両Ｍ１の周囲の物標を認識するために必要な密度ρの最低値ρｍｉｎを考える。最低値ρｍｉｎは、認識処理を行うソフトウェアの構成、および、ＬＩＤＥＲ２０の構成から設定することが可能である。そうすると、少なくとも密度ρが最低値ρｍｉｎ以上であれば、物標Ｂ１を認識することができ、この認識後の減速動作によって物標Ｂ１との接触を避けることが可能となる。つまり、密度ρが次式（３）の条件を満たせば、物標Ｂ１との接触を避けることが可能となる。
ρ≧ρｍｉｎ  ・・・（３）
【００３８】
式（２）および（３）から、次式（４）に示す条件が導き出される。この条件が、回転数ωの上限条件である。
ω≦Ｎ／（２πＬ（ｖ）・ρｍｉｎ）  ・・・（４）
式（４）の左辺と右辺の値が等しい場合の回転数ωが、上限値ω１に相当する。
【００３９】
１．３．２  下限値ω２
図３は、回転数ωの下限条件を説明する図である。図３に示す車両Ｍ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、車線上を車速ｖで等速走行している。車両Ｍ１の前方には、物標Ｂ２（具体的には静止物標）が存在している。物標Ｂ２は、時刻ｔ１および時刻ｔ２において、ＬＩＤＥＲ２０によって検出されている。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間隔Δｔは、周期Ｔに一致する。物標Ｂ２が検出された位置は、時刻ｔ１では検出領域Ｒ１の外周部であり、時刻ｔ２では車両Ｍ１の付近である。
【００４０】
物標Ｂ２を同一の物標として取り扱うためには、時刻ｔ１における物標Ｂ２の検出位置と、時刻ｔ２におけるそれとの間の距離Ｓが、許容値Ｓｍａｘ以下であることが必要である。そして、この許容値Ｓｍａｘは、認識処理を行うソフトウェアの構成、および、ＬＩＤＥＲ２０の構成から設定することが可能である。つまり、距離Ｓが次式（５）の条件を満たせば、物標Ｂ２を同一の物標として取り扱うことが可能となる。
Ｓ＝ｖ・Δｔ
＝ｖ・Ｔ
＝ｖ／ω≦Ｓｍａｘ  ・・・（５）
【００４１】
式（５）から、次式（６）に示す条件が導き出される。この条件が、回転数ωの下限条件である。
ω≧ｖ／Ｓｍａｘ  ・・・（６）
式（６）の左辺と右辺の値が等しい場合の回転数ωが、下限値ω２に相当する。
【００４２】
１．４  設定処理の例
図４は、回転数ωの設定処理の例を説明する図である。車速ｖを横軸とし、回転数ωを縦軸とする平面に式（４）および（６）に示した条件を描くと、上限および下限条件を同時に満たす回転数ωの範囲が特定される。図４に示す例では、上限値ω１と下限値ω２の平均値ωａｖｅとして回転数ωが設定される。ただし、可動ミラーの構成上の制約（上限および下限制約）が別途課せられている場合は、制約で特定される可動範囲に収まるように回転数ωが修正される。
【００４３】
平均値ωａｖｅは、上限値マップおよび下限値マップを個別に参照して上限値ω１および下限値ω２を求め、これらの値に基づいて設定される。上限値マップは、車速ｖごとに上限値ω１を定めた制御マップである。下限値マップは、車速ｖごとに下限値ω２を定めた制御マップである。これらの制御マップは、予め設定されてメモリに記憶されている。
【００４４】
平均値ωａｖｅは、平均値マップを参照して直接的に設定されてもよい。平均値マップは、車速ｖごとに平均値ωａｖｅを定めた制御マップである。車速ｖ、式（４）および（６）に基づいて上限値ω１と下限値ω２を別々に演算し、これらの値に基づいて平均値ωａｖｅが演算されてもよい。
【００４５】
図４に示す平均値ωａｖｅの傾向から分かるように、車速ｖが相対的に高速の場合の平均値ωａｖｅは、車速ｖが相対的に低速の場合の平均値ωａｖｅよりも遅くなる。つまり、設定処理の実行により回転数ωが平均値ωａｖｅに設定されると、車速ｖが低下するにつれて可動ミラーがより高速で回転し、車速ｖが上昇するにつれて可動ミラーがより低速で回転することになる。
【００４６】
上記項目１．３で述べたように、回転数ωが増加すると密度ρが低下し、回転数ωが減少すると密度ρが上昇する。また、密度ρが高い場合は、密度ρが低い場合に比べ、反射光の情報に含まれる物標の情報量が多くなる。そのため、回転数ωが平均値ωａｖｅに設定されると、車速ｖが上昇するにつれて密度ρが高くなり、情報量が多くなる。
【００４７】
１．５  具体的な処理例
図５は、制御装置３０が実行する回転数制御の処理の流れを説明するフローチャートである。図５に示す処理ルーチンは、車両Ｍ１の走行中、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。
【００４８】
図５に示す処理ルーチンでは、まず、車速の情報が取得される（ステップＳ１０）。車速の情報は、車速センサ１０から送信された情報である。
【００４９】
ステップＳ１０に続いて、上限値ω１および下限値ω２が取得される（ステップＳ１１）。上限値ω１は上限値マップの参照により取得される。下限値ω２は下限値マップの参照により取得される。
【００５０】
ステップＳ１１に続いて、回転数ωが演算される（ステップＳ１２）。回転数ωは、上限値ω１と下限値ω２を平均することにより演算される（つまり、平均値ωａｖｅ）。
【００５１】
ステップＳ１２に続いて、回転数ωが可動範囲内にあるか否かが判定される（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で演算された回転数ωが下限制約と上限制約の間である場合、回転数ωが可動範囲内にあると判定される。そうでない場合、回転数ωが可動範囲外にあると判定される。
【００５２】
ステップＳ１３の判定結果が否定的な場合、回転数ωが変更される（ステップＳ１４）。回転数ωの変更は、ステップＳ１３の判定内容を考慮して行われる。具体的に、回転数ωが下限制約を下回る場合、回転数ωは下限制約に変更される。回転数ωが上限制約を上回る高い場合、回転数ωは上限制約に変更される。
【００５３】
ステップＳ１３またはＳ１４に続き、制御信号が出力される（ステップＳ１５）。この制御信号は、ステップＳ１３またはＳ１４で設定された回転数ωに応じて出力される。制御信号は、駆動部２１に入力される。これにより、可動ミラーの回転数ωが制御される。
【００５４】
１．６  効果
以上説明した実施の形態１によれば、回転数制御において設定処理が行われる。設定処理によれば、車速が低下するにつれて可動ミラーをより高速で回転させることが可能となる。したがって、低速走行中は車両Ｍ１の近辺の物標を早いタイミングで検出することが可能となる。また、車速が上昇するにつれて可動ミラーをより低速で回転させることが可能となる。したがって、高速走行中は車両Ｍ１の遠方の物標の詳細な情報を初回の検出のタイミングで得ることが可能となる。
【００５５】
２．実施の形態２
次に、図６乃至１０を参照しながら実施の形態２について説明する。なお、上記実施の形態１の構成と共通する構成の説明については、適宜省略される。
【００５６】
２．１  車両制御システムの全体構成
図６は、実施の形態２のシステムの構成例を示すブロック図である。図６に示すシステム２００は、車両Ｍ１に搭載される。システム２００は、車速センサ１０と、ＬＩＤＥＲ２０と、制御装置３０と、地図データベース４０と、センサ群５０と、を備えている。
【００５７】
地図データベース４０は、高精度の地図情報を記憶するデータベースである。地図情報には、道路の位置情報および道路形状の情報（例えば、カーブ、直線の種別、カーブの曲率）が含まれる。道路の位置情報には、交差点および分岐点の位置情報も含まれる。地図情報には、路面の標示情報（例えば、区画線、停止線、横断歩道）および路肩に設置された標識情報（例えば、駐停車禁止、法定速度および一時停止）も含まれる。地図情報には、道路の付属物の情報（位置、形状および幅）も含まれる。付属物には、道路の周辺に設置される構造物（例えば、防護柵、標識および照明施設）、および道路に隣接して設置される建築物が含まれる。
【００５８】
地図データベース４０は、車両Ｍ１に搭載された記憶装置（例えば、ハードディスクおよびフラッシュメモリ）内に形成されている。地図データベース４０は、車両Ｍ１と通信可能な施設（例えば、管理センタ）のコンピュータ内に形成されていてもよい。
【００５９】
センサ群５０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器と、外部センサと、内部センサと、を含む。
【００６０】
ＧＰＳ受信器は、３個以上のＧＰＳ衛星からの信号を受信する装置である。ＧＰＳ受信器は、車両Ｍ１の位置の情報を取得する装置でもある。ＧＰＳ受信器は、受信した信号に基づいて、車両Ｍ１の位置および姿勢（方位）を算出する。ＧＰＳ受信器は、算出した情報を制御装置３０に送信する。
【００６１】
外部センサは、車両Ｍ１の周囲の情報を取得する装置である。ＬＩＤＥＲ２０も外部センサの一種である。ただし、ＬＩＤＥＲ２０は、ここで言うところの外部センサには含まれない。外部センサとしては、ミリ波レーダおよびカメラが例示される。ミリ波レーダは、電波を利用して車両Ｍ１の周囲の物標を検出する。カメラは、車両Ｍ１の周囲の状況を撮像する。外部センサは、検出した情報を制御装置３０に送信する。
【００６２】
内部センサは、車両Ｍ１の走行状態を取得する装置である。車速センサ１０も内部センサの一種である。ただし、車速センサ１０は、ここで言うところの内部センサには含まれない。内部センサとしては、加速度センサおよびヨーレートセンサが例示される。加速度センサは、車両Ｍ１の加速度を検出する。ヨーレートセンサは、車両Ｍ１の重心の鉛直軸周りのヨーレートを検出する。内部センサは、検出した情報を制御装置３０に送信する。
【００６３】
２．２  制御装置の構成
制御装置３０の構成について説明する。図６に示すように、制御装置３０は、物標認識部３１と、回転数制御部３２と、車両位置推定部３３と、係数変更部３４と、を備えている。これらの機能ブロックは、回転数制御に関連する機能ブロックである。これらの機能ブロックは、制御装置３０のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。
【００６４】
車両位置推定部３３は、センサ群５０からの情報と、地図情報とに基づいて、車両Ｍ１の現在位置を推定する処理を行う。推定処理では、ＧＰＳ受信器からの情報と、地図情報との照合が行われ、これにより、地図上の車両Ｍ１の位置が特定される。特定された車両Ｍ１の位置の情報は、係数変更部３４に送信される。
【００６５】
係数変更部３４は、車速の情報、車両Ｍ１の位置情報および地図情報に基づいて、係数αを変更する処理を行う。係数αは、回転数ω設定処理において使用される重み付け係数である。以下、この係数変更処理について説明する。説明の便宜上、本実施の形態の係数変更処理を“第１変更処理”と称す。
【００６６】
２．３  第１変更処理
既に説明したように、設定処理では、上限値ω１および下限値ω２に基づいて、回転数ωが設定される。上限値ω１、下限値ω２および係数αを用い、回転数ωの演算式は次式（７）で表される。
ω＝α・ω１＋（１−α）・ω２  ・・・（７）
【００６７】
係数αの初期値α０は０．５に設定されている。第１変更処理では、第１または第２の変更条件が満たされる場合に、係数αが初期値α０よりも大きな値に変更される。以下、第１および第２の変更条件について説明する。
【００６８】
２．３．１  第１の変更条件
第１の変更条件は、車両Ｍ１の経路上、かつ、検出領域Ｒ１内に停止線が存在する場合に満たされる。図７は、第１の変更条件が満たされる例を説明する図である。図７に示す車両Ｍ１の前方の路面には、停止線ＳＬが引かれている。このような停止線ＳＬが存在する場合、車両Ｍ１は、停止線ＳＬの手前で一時的に停止することが求められる。停止線ＳＬの手前で車両Ｍ１が停止するのであれば、停止線ＳＬよりも前方に存在する物標を検出する重要性が下がる。そのため、停止線ＳＬが存在する場合の検出領域Ｒ２は、通常の検出領域Ｒ１の前方の部分が欠けた形状となる。
【００６９】
２．３．２  第２の変更条件
第２の変更条件は、車両Ｍ１の経路上の交差点の周辺、かつ、検出領域Ｒ１内に、レーザ光を遮る物標が存在する場合に満たされる。図８は、第２の変更条件が満たされる例を説明する図である。図８に示す車両Ｍ１は、交差点ＩＮに向かって進行している。交差点ＩＮの周辺には、物標Ｂ３（具体的には建築物）が存在している。このような物標Ｂ３が存在すると、レーザ光が照射されない遮蔽領域ＢＡが形成される。そうすると、遮蔽領域ＢＡと検出領域Ｒ１の重複領域ＯＲが死角となる。
【００７０】
２．３．３  第１変更処理の具体例
図９は、制御装置３０が実行する第１変更処理の流れを説明するフローチャートである。図９に示す処理ルーチンは、車両Ｍ１の走行中、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。
【００７１】
図９に示す処理ルーチンでは、まず、情報が取得される（ステップＳ２０）。取得される情報は、車速の情報、位置情報および地図情報である。ステップＳ２０の処理では、車速の情報に基づいて、検出領域Ｒ１の面積（つまり、面積ＳＲ１）が特定される。また、位置情報および地図情報に基づいて、停止線ＳＬまたは遮蔽領域ＢＡが特定される。
【００７２】
ステップＳ２０に続いて、第１または第２の変更条件が満たされるか否かが判定される（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理では、ステップＳ２０で特定された面積ＳＲ１、停止線ＳＬおよび遮蔽領域ＢＡに基づいて、図７または８で説明した変更条件が満たされるか否かが判定される。
【００７３】
そして、第１または第２の変更条件が満たされると判定された場合、係数αが変更される（ステップＳ２２）。具体的に、係数αが初期値α０よりも大きな値に変更される。
【００７４】
２．４  効果
図１０は、第１変更処理が行われた場合の設定処理において設定される回転数ωを説明する図である。図１０には係数αが０．５（つまり、初期値α０）の場合の回転数ωの傾向と、係数αが０．７の場合の回転数ωの傾向とが示されている。係数αが０．７の場合の傾向が、第１変更処理が行われた場合のそれに該当する。車速の条件を固定して２つの傾向を比較すると分かるように、第１変更処理が行われると、設定される回転数ωの値が大きくなる。したがって、第１変更処理が行われると、可動ミラーがより高速で回転することになる。
【００７５】
図７の説明で述べたように、停止線ＳＬが存在する場合、停止線ＳＬよりも前方に存在する物標を検出する重要性が下がる。また、図８の説明で述べたように、遮蔽領域ＢＡが形成されると、重複領域ＯＲが死角となる。この点、第１変更処理の実行によって可動ミラーをより高速で回転させれば、停止線の周辺の物標を早いタイミングで検出することが可能となる。また、死角からの物標の飛び出しを早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、走行安全性を向上することが可能となる。
【００７６】
３．実施の形態３
次に、図１１乃至１４を参照しながら実施の形態３について説明する。なお、上記実施の形態１または２の構成と共通する構成の説明については、適宜省略される。
【００７７】
３．１  車両制御システムの全体構成
図１１は、実施の形態３のシステムの構成例を示すブロック図である。図１１に示すシステム３００は、車両Ｍ１に搭載される。システム３００は、車速センサ１０と、ＬＩＤＥＲ２０と、制御装置３０と、地図データベース４０と、センサ群５０と、走行装置６０と、を備えている。
【００７８】
走行装置６０は、制御装置３０からの制御信号に従って、車両Ｍ１を自動的に走行させる。走行装置６０は、走行駆動力出力装置、ステアリング装置およびブレーキ装置を含んでいる。走行駆動力出力装置は、走行駆動力を発生させる。ステアリング装置は、車輪を転舵する。ブレーキ装置は、車輪に付与する制動力を発生させる。
【００７９】
３．２  制御装置の構成
制御装置３０の構成について説明する。図１１に示すように、制御装置３０は、物標認識部３１と、回転数制御部３２と、車両位置推定部３３と、係数変更部３４と、追従制御部３５と、を備えている。これらの機能ブロックは、回転数制御に関連する機能ブロックである。これらの機能ブロックは、制御装置３０のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。
【００８０】
追従制御部３５は、走行装置６０の作動によって先行車両Ｍ２の走行に追従する追従制御を実行する。先行車両Ｍ２は、反射光の情報に基づいて認識されてもよいし、外部センサからの情報に基づいて認識されてもよい。これらの情報を統合することにより先行車両Ｍ２が認識されてもよい。追従制御の処理としては、公知の処理が適用される。そのため、追従制御の処理についての説明は省略される。
【００８１】
係数変更部３４は、先行車両Ｍ２の情報に基づいて係数αを変更する処理を行う。以下、この係数変更処理について説明する。説明の便宜上、本実施の形態の係数変更処理を“第２変更処理”と称す。
【００８２】
３．３  第２変更処理
第２変更処理では、第３または第４の変更条件が満たされる場合に、係数αが初期値α０よりも大きな値に変更される。以下、第３および第４の変更条件と、これらの変更条件が満たされる場合に行われる処理例と、を説明する。
【００８３】
３．３．１  第３の変更条件
第３の変更条件は、追従制御が実行されており、かつ、車間距離が一定に維持されている場合に満たされる。車間距離は、先行車両Ｍ２と車両Ｍ１の間の距離である。図１２は、第３の変更条件が満たされる例を説明する図である。図１２に示す車両Ｍ１は、追従制御の実行により自動的に走行している。車両Ｍ１の車速ｖは先行車両Ｍ２のそれと等しい。そのため、車間距離ＬＭは一定に維持されている。
【００８４】
図１３は、第３の変更条件が満たされる場合に行われる第２変更処理の例を説明する図である。図１３に示す例では、車間距離ＬＭが短くなるほど係数αがより大きな値に変更される。係数αの最小値は初期値α０である。係数αが最小値に設定されるのは、追従制御において設定され得る最長の車間距離に車間距離ＬＭが維持されている場合である。
【００８５】
３．３．２  第４の変更条件
第４の変更条件は、追従制御が実行されており、かつ、先行車両Ｍ２が減速走行している場合に満たされる。先行車両Ｍ２の減速走行は、反射光の情報に基づいて認識されてもよいし、外部センサからの情報に基づいて認識されてもよい。先行車両Ｍ２が減速走行する場合は、先行車両Ｍ２が進路を変更し、または、停止する可能性がある。
【００８６】
図１４は、制御装置３０が第４の変更条件に基づいて実行する第２変更処理の流れを説明するフローチャートである。図１４に示す処理ルーチンは、追従制御の実行中、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。
【００８７】
図１４に示す処理ルーチンでは、まず、先行車両Ｍ２の情報が取得される（ステップＳ３０）。取得される情報は、先行車両Ｍ２の走行状態を示す情報である。
【００８８】
ステップＳ３０に続いて、先行車両Ｍ２が減速走行しているか否かが判定される（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理は、第４の変更条件が満たされるか否かを判定する処理である。
【００８９】
そして、第４の変更条件が満たされると判定された場合、係数αが変更される（ステップＳ３２）。具体的には、係数αが現在値α１よりも大きな値に変更される。第３の変更条件で説明したように、追従制御の実行中は、車間距離ＬＭに応じて係数αが設定されている。そのため、係数αが変更される場合、変更後の値は現在値α１（≧初期値α０）よりも大きな値となる。
【００９０】
３．４  効果
以上説明した実施の形態３によれば、第２変更処理が行われる。第３の変更条件が満たされる状況では、先行車両Ｍ２に注意が払われることが望ましい。この点、第２変更処理によれば、第３の変更条件が満たされる場合に係数αが初期値α０よりも大きな値に変更される。そうすると、図１０で説明したように、設定処理において設定される回転数ωの値が大きくなり、可動ミラーがより高速で回転する。したがって、先行車両Ｍ２の走行状態の変化を早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、追従制御の精度を向上することが可能となる。
【００９１】
また、第４の変更条件が満たされる状況では、先行車両Ｍ２が進路を変更し、または、停止する可能性がある。そのため、このような状況では、第３の変更条件が満たされる状況で払われる注意よりも高い注意が先行車両Ｍ２に払われることが望ましい。この点、第２変更処理によれば、第４の変更条件が満たされる場合に係数αが現在値α１よりも大きな値に変更される。したがって、減速走行の開始に伴う先行車両Ｍ２の走行状態の変化を早いタイミングで検出することが可能となる。したがって、追従制御の精度を更に向上することが可能となる。
【００９２】
４．実施の形態４
次に、図１５乃至１６を参照しながら実施の形態４について説明する。なお、上記実施の形態１乃至３の構成と共通する構成の説明については、適宜省略される。
【００９３】
４．１  車両制御システムの全体構成
図１５は、実施の形態４のシステムの構成例を示すブロック図である。図１５に示すシステム４００は、車両Ｍ１に搭載される。システム４００の基本的な構成は、図１１で説明したシステム３００のそれと共通する。システム４００とシステム３００は、制御装置３０の構成において異なる。
【００９４】
４．２  制御装置の構成
制御装置３０の構成について説明する。図１５に示すように、制御装置３０は、物標認識部３１と、回転数制御部３２と、車両位置推定部３３と、減速制御部３６と、を備えている。これらの機能ブロックは、回転数制御に関連する機能ブロックである。これらの機能ブロックは、制御装置３０のプロセッサがメモリに格納された各種の制御プログラムを実行することにより実現される。
【００９５】
減速制御部３６は、車速の情報、車両Ｍ１の位置情報および地図情報に基づいて、車両Ｍ１の減速制御を実行する。減速制御は、ブレーキ装置の作動によって車両Ｍ１を減速させる制御である。以下、減速制御について説明する。
【００９６】
４．３  減速制御
減速制御は、第１または第２の変更条件が満たされる場合に実行される。これらの変更条件については上記項目２．３．１および２．３．２で説明したとおりである。減速制御は、車両Ｍ１が停止するまで実行されてもよいし、一時的に実行されてもよい。例えば、第１の変更条件が満たされる場合は、車両Ｍ１が停止するまで減速制御が実行される。第２の変更条件が満たされる場合は、減速制御が一時的に実行される。減速制御が実行されれば、車速が低下する。車速が低下すれば、設定処理によって可動ミラーがより高速で回転する。設定処理については、上記実施の形態１で説明したとおりである。
【００９７】
図１６は、制御装置３０が実行する減速制御の処理の流れを説明するフローチャートである。図１６に示す処理ルーチンは、車両Ｍ１の走行中、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。
【００９８】
図１６に示す処理ルーチンでは、ステップＳ４０およびＳ４１の処理が行われる。これらのステップの処理は、図９に示したステップＳ２０およびＳ２１の処理と同一である。
【００９９】
ステップＳ４１において、第１または第２の変更条件が満たされると判定された場合、ブレーキ装置の制御量が演算される（ステップＳ４２）。ステップＳ４２の処理では、ステップＳ４１において満たされた変更条件に応じて制御量が演算される。例えば、第１の変更条件が満たされている場合、停止線ＳＬの手前で車両Ｍ１が停止するように制御量が演算される。第２の変更条件が満たされている場合、少なくとも車速が低下するように制御量が演算される。
【０１００】
４．４  効果
以上説明した実施の形態４によれば、第１または第２の変更条件が満たされる場合に減速制御が実行される。したがって、係数αを変更することなく可動ミラーを高速で回転させることが可能となる。したがって、上記実施の形態２で説明した第１変更処理を実行した場合と同等の効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  車速センサ
２０  ＬＩＤＥＲ
２１  駆動部
３０  制御装置
３１  物標認識部
３２  回転数制御部
３３  車両位置推定部
３４  係数変更部
３５  追従制御部
３６  減速制御部
４０  地図データベース
５０  センサ群
６０  走行装置
１００、２００、３００、４００  車両制御システム
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  物標
Ｍ１  車両
Ｍ２  先行車両
Ｒ１、Ｒ２  検出領域
ＳＬ  停止線
Ｔ  周期
ω  回転数
【図１】
2020153923.tif 000003
【図２】
2020153923.tif 000004
【図３】
2020153923.tif 000005
【図４】
2020153923.tif 000006
【図５】
2020153923.tif 000007
【図６】
2020153923.tif 000008
【図７】
2020153923.tif 000009
【図８】
2020153923.tif 000010
【図９】
2020153923.tif 000011
【図１０】
2020153923.tif 000012
【図１１】
2020153923.tif 000013
【図１２】
2020153923.tif 000014
【図１３】
2020153923.tif 000015
【図１４】
2020153923.tif 000016
【図１５】
2020153923.tif 000017
【図１６】
2020153923.tif 000018