(57)【要約】【課題】電磁誘導線を用いることなく、出発地点から目標地点までの自動運転を制御できる自動運転装置を提案する。【解決手段】自動運転装置は、出発地点Ａから目標地点Ｂまでに至る走行経路Ｒに沿って互いに間隔を置いて予め設定された複数の目標枠Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（Ｎ）の情報を記憶する記憶装置と、複数の目標枠Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（Ｎ）のうち、出発地点側の目標枠から目標地点側の目標枠に向かって一つずつ順番に、目標枠の情報を記憶装置から読み取る処理と、読み取った目標枠に車両が収まるように車両の自動運転を制御する処理とを繰り返すことにより、出発地点Ａから目標地点Ｂまでの車両の自動運転を制御するＥＣＵとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発地点から目標地点までに至る走行経路に沿って互いに間隔を置いて予め設定された複数の目標枠の情報を記憶する記憶装置と、
前記複数の目標枠のうち、出発地点側の目標枠から目標地点側の目標枠に向かって一つずつ順番に、目標枠の情報を前記記憶装置から読み取る処理と、読み取った目標枠に車両が収まるように車両の自動運転を制御する処理とを繰り返すことにより、前記出発地点から前記目標地点までの前記車両の自動運転を制御する自動運転制御手段と、
を備える自動運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動運転装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１７−３７３９８号公報には、電磁誘導線が埋設された走行経路に沿って自動運転する自動走行車両が記載されている。この自動走行車両は、走行経路に沿って事前に走行したときに、進行方向の画像を所定のフレームレートで連続撮影し、複数の撮影画像上の特徴点の変位から、ビジュアルオドメトリ法に基づいて、自動走行車両の位置の変化量と向きの変化量とを算出する。自動走行車両は、自動走行車両の位置の変化量と向きの変化量とを示す情報に、自動走行車両の起点からの走行距離に関する情報を関連付けることにより、自動走行車両の走行軌跡を示す情報を予め生成し、これを記憶装置に格納する。自動走行車両は、車輪の回転角センサからの出力信号に基づいて、走行経路上の起点からの走行距離を算出し、算出された走行距離に関連付けられている自動走行車両の位置の変化量と向きの変化量とを示す情報を、走行軌跡を示す情報から読み取り、現在地点から先の走行経路を推定する。自動走行車両は、走行経路の推定結果に基づいて、速度制御などを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３７３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特開２０１７−３７３９８号公報に記載の自動走行車両は、走行経路に埋設されている電磁誘導線からの信号に基づいて操舵制御を行っているため、電磁誘導線が埋め込まれていない走行経路上を自動運転することができない。道路への電磁誘導線の埋め込み作業には、コスト及び労力を要するため、例えば、あるカーシェアリングステーションから他のカーシェアリングステーションへの安価な無人配車サービスには不向きである。
【０００５】
そこで、本発明は、電磁誘導線を用いることなく、出発地点から目標地点までの自動運転を制御できる自動運転装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明に関わる自動運転装置は、出発地点から目標地点までに至る走行経路に沿って互いに間隔を置いて予め設定された複数の目標枠の情報を記憶する記憶装置と、複数の目標枠のうち、出発地点側の目標枠から目標地点側の目標枠に向かって一つずつ順番に、目標枠の情報を記憶装置から読み取る処理と、読み取った目標枠に車両が収まるように車両の自動運転を制御する処理とを繰り返すことにより、出発地点から目標地点までの車両の自動運転を制御する自動運転制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に関わる自動運転装置によれば、電磁誘導線を用いることなく、出発地点から目標地点まで車両の自動運転を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に関わる自動運転装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に関わる自動運転方法の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に関わる目標枠の情報を設定する処理の概要を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に関わる自動運転制御処理の流れ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】
【０００９】
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、同一符号は同一の構成要素を示すものとし、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に関わる自動運転装置１０の構成図である。
自動運転装置１０は、例えば、自家用車又は商用車などの車両に搭載されており、車両の走行を制御する。自動運転装置１０は、車両の運転制御を自動運転と手動運転との間で切り替えることができる。自動運転とは、運転手が主体的に運転操作をすることなく、走行経路に沿って自動的に車両を走行させることを意味し、無人走行（運転手が車両に搭乗することなく自動運転のみで走行すること）を含む。手動運転とは、運転手による運転操作を主体として、車両を走行させることを意味する。
【００１０】
自動運転装置１０は、カメラ２１、レーダ２２、ナビゲーションシステム２３、センサ類２４、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１、記憶装置３２、出力制御装置４１、舵角制御装置４２、及びブレーキ制御装置４３を備える。
【００１１】
カメラ２１は、ＥＣＵ３１からの指令に応答して、車両の進行方向（例えば、前方方向）を撮像する撮像装置である。カメラ２１は、例えば、ＣＣＤ（Charged-coupled devices）カメラ又はＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）カメラである。カメラ２１は、撮影した画像データをＥＣＵ３１に出力する。
【００１２】
レーダ２２は、ＥＣＵ３１からの指令に応答して、ミリ波を車両の前方に送信し、先行車又は障害物から反射するミリ波を受信することにより、先行車又は障害物の位置及び相対速度を検出する。レーダ１２は、検出した先行車又は障害物に関する情報をＥＣＵ３１に出力する。
【００１３】
ナビゲーションシステム２３は、ＥＣＵ３１からの指令に応答して、車両の現在位置を検出し、その位置情報をＥＣＵ３１に出力する。ナビゲーションシステム２３は、手動運転時において、運転者への推奨経路の案内なども行う。ナビゲーションシステム２３は、主に、位置検出装置と地図情報データベースとを備えている。位置検出装置は、例えば、車両の絶対位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）と、車両の相対位置を検出する車速センサ及び方位センサとを備える。
【００１４】
センサ類２４は、車両の操舵角を検出する舵角センサや車速を検出する車速センサなどを含む。
【００１５】
ＥＣＵ３１は、自動運転装置１０を制御するコンピュータシステムである。ＥＣＵ３１は、そのハードウェア資源として、プロセッサ、記憶資源、及び入出力インターフェイスを備えており、記憶資源に格納されているプログラムをプロセッサが解釈及び実行することにより、車両の自動運転が制御される。記憶装置３２には、自動運転の制御に用いられる情報が記憶されている。記憶装置３２に記憶されている情報の詳細については後述する。
【００１６】
出力制御装置４１は、車両の動力源（エンジン又はトラクションモータ）の出力を制御するＥＣＵである。出力制御装置４１は、ＥＣＵ３１からの指令に応答して、車両の動力源の出力を制御する。
【００１７】
舵角制御装置４２は、車両の電動パワーステアリングシステムを制御するＥＣＵである。電動パワーステアリングシステムのアシストモータは、操舵トルクを生成する。舵角制御装置４２は、ＥＣＵ３１からの指令に応答して、アシストモータを制御することにより、操舵角を制御する。
【００１８】
ブレーキ制御装置４３は、車両のブレーキシステムを制御するＥＣＵである。ブレーキシステムは、例えば、液圧ブレーキシステムである。ブレーキ制御装置４３は、ＥＣＵ３１からの指令に応答して、液圧ブレーキシステムの液圧を調整することにより、車両の制動力を制御する。
【００１９】
次に、図２を参照しながら、出発地点Ａから目標地点Ｂまでに至る走行経路Ｒに沿って車両の自動運転を制御する方法の概要について説明する。
自動運転制御の事前準備として、走行経路Ｒに沿って出発地点側から目標地点側に向けてＮ個の目標枠Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（Ｎ）を互いに間隔を置いて設定する。ここで、Ｎは、１以上の整数であり、Ｎ番目の目標枠Ｔ（Ｎ）は、目標地点Ｂに一致している。目標枠は、走行経路Ｒに沿って車両を誘導案内するための指標となる枠であり、ある目標枠Ｔ（ｉ）からその隣の目標枠Ｔ（ｉ＋１）に車両が収まるように車両の自動運転を制御する処理を繰り返すことにより、出発地点Ａから走行経路Ｒに沿って、Ｎ個の目標枠を通過し、目標地点Ｂへ車両を移動させることができる。ここで、ｉは１以上Ｎ−１以下の任意の整数である。個々の目標枠は、車両の移動軌跡に重なるように設定するのが望ましい。目標枠は、仮想上の枠でもよく、或いは道路上に実在する枠（例えば、駐車枠）でもよい。図２に示す例では、Ｎ個の目標枠Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（Ｎ）がそれぞれ仮想上の枠である場合を想定している。
【００２０】
車両の駐車すべき目標駐車位置までの経路を計算し、その計算された経路に沿って車両を後退させながら目標駐車位置に誘導する装置は実用化されており、このような装置は、パーキングアシストシステムと呼ばれている。このようなパーキングアシストシステムの技術を応用し、目標枠を駐車枠に見立てて、車両を前進させながら目標枠への誘導を制御する処理を繰り返すことにより、出発地点Ａから走行経路Ｒに沿って目標地点Ｂへ車両を移動させることができる。
【００２１】
次に、図３を参照しながら、目標枠の情報を設定する処理について説明する。
符号Ｓ（ｉ）は、出発地点Ａから（ｉ−１）番目の目標枠Ｔ（ｉ−１）が設定されている地点へ車両が運転手による手動運転により到達したときにカメラ２１によって撮影された車両の進行方向の画像を示す。但し、画像Ｓ（１）は、出発地点Ａに車両が位置しているときにカメラ２１によって撮影された車両の進行方向の画像であるものとする。ＥＣＵ３１は、画像Ｓ（ｉ）に目標枠Ｔ（ｉ）を重畳合成することにより、合成画像Ｇ（ｉ）を生成し、生成された合成画像Ｇ（ｉ）と目標枠Ｔ（ｉ−１）の位置情報とを関連付ける。但し、合成画像Ｇ（１）は、出発地点Ａの位置情報と関連付けられるものとする。自動運転制御の事前準備として、目標枠Ｔ（ｉ−１）の位置情報と関付けられた合成画像Ｇ（ｉ）を生成する処理をティーチング処理と呼ぶ。出発地点Ａから走行経路Ｒに沿って目標地点Ｂへ向かって車両が運転手による手動運転により通過する過程で、ＥＣＵ３１は、このようなティーチング処理をＮ個の目標枠Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（Ｎ）のそれぞれについてについて実行する。ＥＣＵ３１は、このようなティーチング処理を通じて、目標枠Ｔ（ｉ−１）の位置情報と関付けられた合成画像Ｇ（ｉ）の情報を記憶装置３２に保存する。なお、記憶装置３２は、ＥＣＵ３１とは別体の記憶資源である必要はなく、ＥＣＵ３１内の記憶資源でもよい。
【００２２】
次に、図４を参照しながら、本発明の実施形態に関わる自動運転制御処理の流れについて説明する。
ステップ４０１において、ＥＣＵ３１は、運行管理サーバから回送指令を受信したか否かを判定する。運行管理サーバは、車両の運行を管理するホスト計算機であり、無線回線を通じて車両と接続することができる。車両は、例えば、カーシェアリングの利用に供されている乗用車であり、運行管理サーバは、例えば、カーシェアリングの運用を管理するホスト計算機である。回送指令とは、例えば、出発地点Ａから走行経路Ｒを経由して目標地点Ｂへ車両を無人走行により回送することを要求する指令である。出発地点Ａを、例えば、カーシェアリングサービスに用いられている車両が乗り捨てられたある一つのカーシェアリングステーション内の敷地に設定し、目標地点Ｂを、例えば、車両の利用を予定しているユーザが待ち受ける他のカーシェアリングステーション内の敷地に設定してもよい。このような設定によれば、安価な無人配車サービスを提供することができる。
【００２３】
ステップ４０２において、ＥＣＵ３１は、起動条件が成立しているか否かを判定する。起動条件とは、自動運転による車両の運転が許可されるための条件を意味し、例えば、車両の周辺に障害物がないこと、車両のドアが閉じていること、車載バッテリの充電量が閾値以上であることなどの条件である。障害物の有無は、レーダ２２からの検出信号により判定することができる。車両のドアが閉じているか否かは、車両のドアスイッチからの検出信号により判定することができる。車載バッテリの充電量が閾値以上であるか否かは、車両のＳＯＣ（State of Charge）センサからの検出信号により判定することができる。
【００２４】
ステップ４０３において、ＥＣＵ３１は、ｊ番目の合成画像Ｇ（ｊ）を記憶装置３２から読み出す。変数ｊは、自動運転制御時に記憶装置３２から読み出される合成画像Ｇ（ｊ）の番号を指定するためのものであり、初期値として１が設定されている。合成画像Ｇ（ｊ）は、目標枠Ｔ（ｊ−１）の位置情報と関付けられているため、車両が目標枠Ｔ（ｊ−１）に位置しているときに、その目標枠Ｔ（ｊ−１）の位置情報から合成画像Ｇ（ｊ）を特定することもできる。
【００２５】
ステップ４０４において、ＥＣＵ３１は、合成画像Ｇ（ｊ）内の目標枠Ｔ（ｊ）内に車両を収めるための仮想的な目標区画線を生成し、この目標区画線を、カメラ２１によって撮影された車両前方のライブ画像に重畳合成する。
【００２６】
ステップ４０５において、ＥＣＵ３１は、ナビゲーションシステム２３を通じて車両の位置情報を取得する。
【００２７】
ステップ４０６において、ＥＣＵ３１は、目標区画線が重畳合成されたライブ画像と合成画像Ｇ（ｊ）との差分の有無及びその程度を検査する。この検査では、例えば、目標区画線と道路上のセンターラインとの位置関係や車両の位置情報なども考慮される。
【００２８】
ステップ４０７において、ＥＣＵ３１は、ステップ４０６の検査結果に基づいて、目標区画線の位置の補正が必要か否かを判定する。
【００２９】
ステップ４０８において、ＥＣＵ３１は、目標区画線の位置を補正する。
【００３０】
ステップ４０９において、ＥＣＵ３１は、目標区画線内に車両を収めるための運転制御を行う。この運転制御では、ＥＣＵ３１は、車両の現在位置から目標区画線までの経路を計算し、計算された経路に沿って車両を自動運転するための目標車速及び目標舵角が得られるように、センサ類２４からの検出信号に基づいて、出力制御装置４１、舵角制御装置４２、及びブレーキ制御装置４３を制御する。また、ＥＣＵ３１は、車両の移動に伴い、目標区画線のライブ画像への再合成も行う。このような処理は、パーキングアシストシステムにおいて実用化されている技術を用いて実現することができる。
【００３１】
ステップ４１０において、ＥＣＵ３１は、変数ｊの値がＮに一致するか否かを判定する。
【００３２】
ステップ４１１において、ＥＣＵ３１は、変数ｊの値を１つインクリメントする。
【００３３】
なお、ＥＣＵ３１のハードウェア資源とプログラムとの協働により、ステップ４０１〜４１１の処理を実行する自動運転制御手段としての機能が実現される。このような機能と同様の機能を、専用のハードウェア資源（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））やファームウェアを用いて実現してもよい。
【００３４】
本実施形態によれば、パーキングアシストシステムの技術を応用し、目標枠を駐車枠に見立てて、目標枠への車両の誘導を制御する処理を繰り返すことにより、出発地点Ａから走行経路Ｒに沿って目標地点Ｂへ車両を移動させることができる。
【００３５】
なお、運行管理サーバは、複数の車両の自動運転を一元的に管理してもよい。また、悪天候時に、車両は、運行管理サーバからの指示に応答して、運転を停止してもよい。車両は、無人運転を補助するための装置として、全方位カメラを備えてもよい。また、車両は、道路の陥没や崖崩れなどを画像認識し、自身の判断により、走行を中止してもよい。
【００３６】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更又は改良され得るととともに、本発明には、その等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…自動運転装置  ２１…カメラ  ２２…レーダ  ２３…ナビゲーションシステム  ２４…センサ類  ３１…ＥＣＵ  ３２…記憶装置  ４１…出力制御装置  ４２…舵角制御装置  ４３…ブレーキ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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