(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の加減速および操舵の運転操作のうち少なくとも一方を自動的に制御することで、前記自車両の乗員による周辺監視の度合が異なるとともに、非運転操作系への操作が許容される度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行う自動運転制御部と、
前記自動運転制御部により前記加減速および操舵の両方の運転操作を自動的に制御することで、前記複数のモードのうち、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの開始時に、前記周辺監視の度合が高く、且つ前記非運転操作系の操作の許容度が低いモードに遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの予測継続時間を前記非運転操作系のインターフェース装置に報知させるインターフェース制御部と、を備え、
前記インターフェース制御部は、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードが実行され、前記インターフェース装置によるコンテンツ再生が開始された場合に、前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に前記予測継続時間を報知させる、
車両制御システム。
【請求項２】
前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードは、前記非運転操作系の操作制限が解除可能であるモードである、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記インターフェース制御部は、所定速度以下で前走車に追従して自動運転を行う渋滞追従走行モードの予測継続時間を前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に報知させる、
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記インターフェース制御部は、前記自車両の現在位置と、前記自車両が走行する目的地までの経路に関する交通情報とに基づいて、前記予測継続時間を算出する予測継続時間算出部を備え、前記予測継続時間算出部により算出された予測継続時間を前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に報知させる、
請求項３に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記予測継続時間算出部は、一定時間ごとに、前記予測継続時間を算出する、
請求項４に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記予測継続時間算出部は、前記自車両の現在位置と、前記交通情報から得られる渋滞が解消されると予測される位置とに基づいて、前記自車両が走行する経路上の距離を算出し、算出した距離と、前記自車両の車速とに基づいて第１の時間を算出するとともに、
前記交通情報から得られる渋滞が解消されると予測される位置から所定の加速度で前記自車両を加速させて所定の速度に至るまでの第２の時間を算出し、
算出した前記第１の時間と前記第２の時間とに基づいて前記予測継続時間を算出する、
請求項４または５に記載の車両制御システム。
【請求項７】
車載コンピュータが、
自車両の加減速および操舵の運転操作のうち少なくとも一方を自動的に制御することで、前記自車両の乗員による周辺監視の度合が異なるとともに、非運転操作系への操作が許容される度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行い、
前記自動運転制御により前記加減速および操舵の両方の運転操作を自動的に制御することで、前記複数のモードのうち、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの開始時に、前記周辺監視の度合が高く、且つ前記非運転操作系の操作の許容度が低いモードに遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの予測継続時間をインターフェース制御部によって前記非運転操作系のインターフェース装置に報知させ、
更に前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードが実行され、前記インターフェース装置によるコンテンツ再生が開始された場合に、前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に前記予測継続時間を報知させる、
車両制御方法。
【請求項８】
車載コンピュータに、
自車両の加減速および操舵の運転操作のうち少なくとも一方を自動的に制御することで、前記自車両の乗員による周辺監視の度合が異なるとともに、非運転操作系への操作が許容される度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行わせ、
前記自動運転制御により前記加減速および操舵の両方の運転操作を自動的に制御することで、前記複数のモードのうち、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの開始時に、前記周辺監視の度合が高く、且つ前記非運転操作系の操作の許容度が低いモードに遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの予測継続時間をインターフェース制御部によって前記非運転操作系のインターフェース装置に報知させ、
更に前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードが実行され、前記インターフェース装置によるコンテンツ再生が開始された場合に、前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に前記予測継続時間を報知させる、
処理を実行させるための車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、「自動運転」という）についての研究が進められている。これに関連して、自動運転車両のシステム状態に基づいて自動運転レベルを判断し、その自動運転レベルに応じて、車両の操作部の画像および人における操作部を操作する部分の画像を同時に表示手段に表示させる表示制御手段を備えた情報表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、自動運転における各モードへの切り替えが、予め設定された切替条件が成立したタイミングで自動的に行われることで、車両乗員側で準備ができていないような状況が発生する可能性があった。
【０００５】
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、自動運転の切り替わりタイミングを車両乗員に認識させることで、車両乗員に効率的な時間の使い方をさせることができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、自車両の加減速および操舵の運転操作のうち少なくとも一方を自動的に制御することで、前記自車両の乗員による周辺監視の度合が異なるとともに、非運転操作系への操作が許容される度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行う自動運転制御部（１２０）と、前記自動運転制御部により前記加減速および操舵の両方の運転操作を自動的に制御することで、前記複数のモードのうち、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの開始時に、前記周辺監視の度合が高く、且つ前記非運転操作系の操作の許容度が低いモードに遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの予測継続時間を前記非運転操作系のインターフェース装置に報知させるインターフェース制御部（１７０）と、を備え、前記インターフェース制御部は、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードが実行され、前記インターフェース装置によるコンテンツ再生が開始された場合に、前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に前記予測継続時間を報知させる車両制御システム（１００）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードは、前記非運転操作系の操作制限が解除可能であるモードである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、所定速度以下で前走車に追従して自動運転を行う渋滞追従走行モードの予測継続時間を前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に報知させるものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両制御システムにおいて、前記インターフェース制御部は、前記自車両の現在位置と、前記自車両が走行する目的地までの経路に関する交通情報とに基づいて、前記予測継続時間を算出する予測継続時間算出部（１７２）を備え、前記予測継続時間算出部により算出された予測継続時間を前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に報知させるものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の車両制御システムにおいて、前記予測継続時間算出部は、一定時間ごとに、前記予測継続時間を算出するものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の車両制御システムにおいて、前記予測継続時間算出部は、前記自車両の現在位置と、前記交通情報から得られる渋滞が解消されると予測される位置とに基づいて、前記自車両が走行する経路上の距離を算出し、算出した距離と、前記自車両の車速とに基づいて第１の時間を算出するとともに、前記交通情報から得られる渋滞が解消されると予測される位置から所定の加速度で前記自車両を加速させて所定の速度に至るまでの第２の時間を算出し、算出した前記第１の時間と前記第２の時間とに基づいて前記予測継続時間を算出するものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の加減速および操舵の運転操作のうち少なくとも一方を自動的に制御することで、前記自車両の乗員による周辺監視の度合が異なるとともに、非運転操作系への操作が許容される度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行い、前記自動運転制御により前記加減速および操舵の両方の運転操作を自動的に制御することで、前記複数のモードのうち、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの開始時に、前記周辺監視の度合が高く、且つ前記非運転操作系の操作の許容度が低いモードに遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの予測継続時間をインターフェース制御部によって前記非運転操作系のインターフェース装置に報知させ、更に前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードが実行され、前記インターフェース装置によるコンテンツ再生が開始された場合に、前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に前記予測継続時間を報知させる、車両制御方法である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の加減速および操舵の運転操作のうち少なくとも一方を自動的に制御することで、前記自車両の乗員による周辺監視の度合が異なるとともに、非運転操作系への操作が許容される度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行わせ、前記自動運転制御により前記加減速および操舵の両方の運転操作を自動的に制御することで、前記複数のモードのうち、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの開始時に、前記周辺監視の度合が高く、且つ前記非運転操作系の操作の許容度が低いモードに遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、前記乗員による周辺監視の度合が最も低く、前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードの予測継続時間をインターフェース制御部によって前記非運転操作系のインターフェース装置に報知させ、更に前記乗員による非運転操作系の操作の許容度が最も高いモードが実行され、前記インターフェース装置によるコンテンツ再生が開始された場合に、前記インターフェース装置のコンテンツ再生画面上に前記予測継続時間を報知させる、処理を実行させるための車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜８に記載の発明によれば、自動運転のモードが自車両の走行環境に応じて複数のモードの何れかに遷移するタイミングを報知することで、自車両の乗員に効率的な時間の使い方をさせることができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、自車両が走行する目的地までの経路に関する交通情報に基づいて、より高精度に予測継続時間を出力することができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、交通状況等の変化に応じた最新のモードの予測継続時間を出力することができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、第１の時間と第２の時間とを考慮して、より正確な予測継続時間を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。
【図２】車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。
【図３】ＨＭＩ７０の構成図である。
【図４】自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。
【図５】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図６】軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。
【図７】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。
【図８】軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。
【図９】車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
【図１０】３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。
【図１１】ＨＭＩ制御部１７０の構成の一例を示す図である。
【図１２】モードの予測継続時間の算出例を説明するための図である。
【図１３】インターフェース装置からの情報出力例を示す図である。
【図１４】モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。
【図１５】自車両Ｍの車両乗員の視線検出の内容を説明するための図である。
【図１６】ＨＭＩ制御処理の第１の実施例を示すフローチャートである。
【図１７】モードの予測継続時間の算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】ＨＭＩ制御処理の第２の実施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】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
【００２７】
＜共通構成＞
図１は、実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、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等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２８】
図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ（撮像部）９４０等のセンサと、ナビゲーション装置（表示部）５０と、車両制御システム１００とが搭載される。
【００２９】
ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
【００３０】
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
【００３１】
以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００３２】
カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０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４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
図２は、車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０等を含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。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、特許請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤやＨＭＩ７０等）を含んでもよい。
【００３５】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を推定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって推定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を推定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザ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。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００３６】
通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用した無線通信を行う。通信装置５５は、例えば無線通信により接続される外部装置から交通情報（例えば、渋滞情報）や天候情報等を取得することができる。
【００３７】
車両センサ６０は、車速（走行速度）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。
【００３８】
図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものではなく、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆）ことがあってもよい。また、これらの運転操作系は、自車両Ｍの車両乗員（乗員）の操作を受け付ける操作受付部の一例である。また、非運転操作系には、インターフェース装置が含まれる。
【００３９】
ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えばアクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサ等）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。
【００４０】
アクセルペダル７１は、車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７１の踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。
【００４１】
ブレーキペダル７４は、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。
【００４２】
シフトレバー７６は、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサ７７は、車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。
【００４３】
ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。なお、ステアリングホイール７８に関する制御として、例えば反力モータ等によりステアリング軸にトルクを出力することで、ステアリングホイール７８に対して操作反力を出力してもよい。
【００４４】
その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等である。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示等を受け付け、車両制御システム１００に出力する。
【００４５】
ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置（表示部）８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１と、車室内カメラ（撮像部）９５とを含む。
【００４６】
表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所等に取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。また、表示装置８２は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。
【００４７】
コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置等を含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。上述した表示装置８２、スピーカ８３、コンテンツ再生装置８５、およびナビゲーション装置５０は、何れもインターフェース装置の一例であるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７を含む。自動運転切替スイッチ８７は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチの何れであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。
【００４９】
シート８８は、車両乗員が着座する座席シートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角等を自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。
【００５０】
車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネル等、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部（顔を含む）を撮像可能な位置に取り付けられる。車室内カメラ９５は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。
【００５１】
車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。
【００５２】
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、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。走行駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。走行駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００５３】
ステアリング装置２１０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、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの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。
【００５４】
ブレーキ装置２２０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、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０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。電動サーボブレーキ装置は、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２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部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。また、ブレーキ装置２２０は、走行駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。
【００５５】
［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等が組み合わされた構成であってよい。
【００５６】
図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、ＨＭＩ制御部１７０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０のうち一部または全部は、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、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア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組み合わせによって実現されてもよい。
【００５７】
記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、およびモード別操作可否情報１８８等の情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。また、車両制御システム１００のコンピュータ（車載コンピュータ）は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
【００５８】
目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０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）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０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。目標車線決定部１１０は、例えば、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走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。
【００５９】
高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２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、高精度地図情報１８２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号・位置情報（緯度経度等））、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。高精度地図情報１８２は、定期的または不定期に通信装置５５を介して外部装置等から最新の情報が取得され、記憶部１８０に記憶されてよい。
【００６０】
自動運転制御部１２０は、目的地までの経路に沿って自車両Ｍが走行するように、自車両Ｍの加減速および操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する。また、自動運転制御部１２０は、自動運転の度合が異なる複数のモードの何れかで自動運転制御を行う。なお、複数のモードは、例えば自車両Ｍの乗員に要求される周辺監視義務の度合が異なる複数のモードに対応していてもよく、また車両乗員の操作を受け付けるとともに情報を出力するＨＭＩ７０の各インターフェース装置への操作許容度が異なる複数のモードに対応していてもよい。
【００６１】
自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数やモード内容は任意に決定されてよい。
【００６２】
［第１モード］
第１モードは、他のモードと比べて最も自動運転の度合が高いモードである。第１モードが実施されている場合、複雑な合流制御等、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要がない（他のモードと比べて周辺監視義務の度合が低下する）。
【００６３】
ここで、第１モードの一例としては、渋滞時に前走車両に追従する渋滞追従モード（低速追従モード）等がある。第１モードでは、例えばＴＪＰ（Traffic Jam Pilot）のように混雑した高速道路上で前走車両に追従することで安全な自動運転を実現することができ、また渋滞が解消したと予測される位置でＴＪＰモードを終了させることができる。また、ＴＪＰモードを終了させるタイミングで第１モードが他のモードに切り替わる場合もあるが、ＴＪＰが終了した所定時間後に、第１のモードが切り替わってもよい。なお、第１のモードは、他のモードと比べて最もＨＭＩ７０の各インターフェース装置（非運転操作系）の操作許容度が高いモードである。車両乗員は、第１モードにおいて使用が許可されているインターフェース装置（例えば、ナビゲーション装置５０、表示装置８２等）を操作して、例えばＤＶＤ映像やテレビ番組等の各種コンテンツを見ることができる。
【００６４】
［第２モード］
第２モードは、第１モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第２モードが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は、自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある（第１モードと比べて周辺監視義務の度合が増加する）。なお、第２のモードは、第１モードよりも、ＨＭＩ７０の各インターフェース装置（非運転操作系）の操作許容度が低いモードである。
【００６５】
［第３モード］
第３モードは、第２モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第３モードが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。第３モードでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員がＨＭＩ７０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある（第２モードと比べて周辺監視義務の度合が増加する）。なお、第３のモードは、第２モードよりも、ＨＭＩ７０の各インターフェース装置（非運転操作系）の操作許容度が低いモードである。
【００６６】
自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様等に基づいて、自動運転のモード（運転モード）を決定する。なお、運転モードには、手動運転のモードが含まれていてもよい。決定された自動運転のモード（モード情報）は、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、第１モードは実施されないものとしてよい。
【００６７】
何れの自動運転のモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。オーバーライドは、例えば自車両Ｍの車両乗員によるＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作が、所定時間以上継続した場合、所定の操作変化量（例えばアクセルペダル７１のアクセル開度、ブレーキペダル７４のブレーキ踏量、ステアリングホイール７８のステアリング操舵角）以上の場合、または運転操作系に対する操作を所定回数以上行った場合に開始される。
【００６８】
自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
【００６９】
自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識さ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４０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。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。
【００７０】
図４は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、自車線Ｌ１の何れかの側端部に対する自車両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。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、行動計画生成部１４４に提供される。
【００７１】
外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
【００７２】
行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００７３】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。
【００７４】
図５は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図５に示すように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
【００７５】
図６は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。
【００７６】
走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面等において、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
【００７７】
軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図７は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。
【００７８】
軌道候補生成部１４６Ｂは、図７に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。図８は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。
【００７９】
このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。
【００８０】
ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。
【００８１】
図９は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。
【００８２】
図１０は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、上述した図７に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図９に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。
【００８３】
評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量等が小さいほど高く評価される。
【００８４】
切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する加減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成から入力された信号の示す操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。なお、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。また、切替制御部１５０は、例えば自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行するハンドオーバ制御を行う場合に、車両乗員に対して事前にハンドオーバリクエストを通知するため、その旨の情報を、ＨＭＩ制御部１７０に出力する。
【００８５】
走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。
【００８６】
ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により得られる運転モードの情報に基づいてＨＭＩ７０を制御する。なお、ＨＭＩ制御部１７０、およびＨＭＩ７０のうち表示装置８２およびスピーカ８３は、「報知部」の一例である。ＨＭＩ制御部１７０およびＨＭＩ７０は、自車両Ｍの自動運転のモードが自車両Ｍの走行環境に応じて複数のモードの何れかに遷移する場合に、モードが遷移するタイミングを予測し、予測したタイミングを表示装置８２およびスピーカ８３等を用いて報知する。例えば、ＨＭＩ制御部１７０およびＨＭＩ７０は、例えば、自動運転の度合が高い状態から低い状態に遷移するまでの継続時間を予測するが、自動運転の度合が低い状態から高い状態に遷移するまでの継続時間を予測してもよい。
【００８７】
例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、運転モードに基づいて、ＨＭＩ７０の非運転操作系やナビゲーション装置５０等のインターフェース装置に対する車両乗員による操作の可否を制御する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、車両乗員に要求される周辺監視義務の度合が異なる自動運転のモードの変更が行われる場合やインターフェース装置の操作許容度が異なる自動運転モードに変更される場合に、インターフェース装置に所定の情報を出力させる。
【００８８】
図１１は、ＨＭＩ制御部１７０の構成の一例を示す図である。また、図１１に示すＨＭＩ制御部１７０は、予測継続時間算出部１７２と、インターフェース制御部１７４と、視線検出部１７６とを備える。
【００８９】
予測継続時間算出部１７２は、自車両Ｍの自動運転のモードが自車両Ｍの走行環境に応じて複数のモードの何れかに遷移する場合に、モードが遷移するタイミングを予測する。具体的には、予測継続時間算出部１７２は、自動運転制御部１２０により取得したモード情報が、情報の出力が必要な運転モードである場合に、自車両Ｍの現在の運転モードが継続される時間（モードの予測継続時間）を算出する。情報の出力が必要であるか否かの判定は、例えば、運転モードが第２モードから第１モードに変更され、周辺監視義務の度合が低下した場合またはインターフェース装置の操作許容度が増加した場合等があるが、これに限定されるものではない。
【００９０】
モードの予測継続時間を予測する場合、予測継続時間算出部１７２は、車両センサ６０から自車両Ｍの車速（走行速度）を取得するとともに、通信装置５５を介して外部装置（例えば交通管理システム等の管理サーバ）等に対して交通情報の取得要求を行い、自車両Ｍが走行する目的地までの経路に関する交通情報を取得する。この場合、予測継続時間算出部１７２は、上述した自車両Ｍ内のＧＮＳＳ受信機等により推定される自車両Ｍの位置情報を外部装置に送信し、位置情報に対応する周辺地域の交通情報を受信してよい。
【００９１】
次に、予測継続時間算出部１７２は、受信した交通情報と、自車両Ｍの車速とに基づいて、モードの予測継続時間を算出する。図１２は、モードの予測継続時間の算出例を説明するための図である。予測継続時間算出部１７２は、例えば自車両Ｍの現在位置と、受信した交通情報から渋滞が解消されると予測される位置（渋滞解消予測位置）との距離を算出し（図１２の例では、距離５ｋｍ）、算出した距離を自車両Ｍの現在の車速で除算する。これにより、予測継続時間算出部１７２は、自車両Ｍが現在の位置から渋滞が解消されると予測される位置までの移動にかかる時間（図１２に示す第１の時間）を算出する。
【００９２】
また、予測継続時間算出部１７２は、渋滞解消予測位置を基準として、その位置から自車両Ｍを所定の加速度により加速させて、第１モードから第２モードに切り替わる（またはＴＪＰモードが解除される）所定の速度に至るまでの時間（図１２に示す第２の時間）を算出する。第２の時間は、例えば自車両Ｍの現在の車速を基準に、渋滞解消予測位置から所定の加速度で加速させた場合に、第２モードに切り替わる所定の速度に至るまでの時間であり、自車両Ｍが図１２に示す加速区間を移動する時間に相当する。次に、予測継続時間算出部１７２は、図１２に示すように、上述した第１の時間と第２の時間とを加算してモードの予測継続時間を算出し、算出した予測継続時間をインターフェース制御部１７４に出力する。
【００９３】
なお、予測継続の算出方法は、これに限定されるものではなく、例えば上述した第１の時間を予測継続時間としてもよく、交通状態に応じて第１の時間と第２の時間との加算結果に調整時間を付加して予測継続時間としてもよい。また、予測継続時間算出部１７２は、上述した運転モードの予測継続時間の算出を一定時間ごとに行い、一定時間ごとに得られるモードの予測継続時間をインターフェース制御部１７４に出力する。一定時間ごとにモードの予測継続時間を予測することで、交通状況等の変化に応じた最新の予測継続時間を出力することができる。
【００９４】
また、インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードに応じて、自車両の車両乗員の操作を受け付けるとともに、情報を出力するＨＭＩ７０の非運転操作系のインターフェース装置への操作を制限する。例えば、予測継続時間算出部１７２により予測されたモードの予測継続時間を、ＨＭＩ７０内の各インターフェース装置に出力する。インターフェース制御部１７４は、例えば自動運転モードが、自車両Ｍの周辺監視義務の度合が高い自動運転モードに変更されるタイミングまでの予測継続時間を示す情報をインターフェース装置に出力させる。
【００９５】
例えば、インターフェース制御部１７４は、予測継続時間を示す情報をインターフェース装置に出力させることを、自車両Ｍの周辺監視義務の度合が高い自動運転モードに変更される前の自動運転モードの開始タイミングで開始してもよい。また、インターフェース制御部１７４は、自車両Ｍの周辺監視義務の度合が高い自動運転モードから自車両の周辺監視義務の度合が低い自動運転モードに変更されたタイミングで開始してもよい。
【００９６】
図１３は、インターフェース装置からの情報出力例を示す図である。図１３の例では、上述した第１モードの一例を渋滞追従モード（ＴＪＰモード）とし、上述した第２モードの一例を渋滞追従モード外（ＴＪＰ解除モード）とを用いて説明する。
【００９７】
図１３の例において、自車両Ｍが渋滞追従モード外である場合（図１３に示す「（１）渋滞追従モード外」の場合）、自車両Ｍの車両乗員には、周辺監視義務が課せられているため、インターフェース装置に対する所定の操作が制限される。したがって、図１３に示すように、ナビゲーション画面３００は表示させることができるが、テレビ番組を表示する画面３１０は非表示となる。
【００９８】
ここで、図１３に示すように自車両Ｍの自動運転により、渋滞追従モード外から渋滞追従モードに移行した場合（図１３に示す「（２）渋滞追従モード」の場合）、ナビゲーション画面３２０は、経路案内の画面が表示されるが、その場合に渋滞追従モードを開始する旨のメッセージ画面３２２を表示する。
【００９９】
また、ナビゲーション画面３２０からメニュー画面３３０に推移した場合、「渋滞追従モードは操作制限が解除可能です。車両や交通の状況に応じて運転を行ってください」等のメッセージ画面３３２を表示するとともにＯＫボタン３３４を表示することで、車両乗員に注意喚起等を通知することができる。なお、メッセージの内容については、これに限定されるものではない。インターフェース制御部１７４は、車両乗員がＯＫボタン３３４を選択したことを受け付けることで、操作制限を解除し、ＤＶＤ画面に遷移してナビゲーション装置５０等を操作させることができる。
【０１００】
また同様に、ナビゲーション画面３２０からＤＶＤ操作によりＤＶＤ画面３４０に推移した場合も、上述したメッセージ画面３４２とＯＫボタン３４４とを表示することで、車両乗員に注意喚起等を通知することができる。インターフェース制御部１７４は、車両乗員がＯＫボタン３４４を選択したことを受け付けることで、操作制限を解除し、ＤＶＤ画面に遷移してナビゲーション装置５０等を操作させることができる。
【０１０１】
ここで、インターフェース制御部１７４は、遷移したＤＶＤ映像表示画面３５０において、渋滞追従モード中である旨を示す情報（モード情報）と、現在のモードの予測継続時間に関する情報を含むメッセージ３５２を表示させる。図１３の例では、モードの予測継続時間が２３分である場合に、メッセージ３５２として、「渋滞追従モード中  モード終了まで残り２３分です。」等の情報をＤＶＤ映像に重畳して表示することができる。
【０１０２】
なお、メッセージ３５２を重畳表示することで、ＤＶＤ映像の一部が隠れてしまう場合があるため、インターフェース制御部１７４は、ＤＶＤ映像の表示領域とは重ならない異なる領域を設けて、その領域に表示させてもよく、メッセージ３５２を半透明にして表示してもよい。また、インターフェース制御部１７４は、メッセージ３５２を表示してから数秒経過後にメッセージを消去してもよい。メッセージ３５２に含まれる予測継続時間の情報は、一定時間ごとに更新して表示されてもよい。これにより、車両乗員は、モード変更により周辺監視義務の度合が増加するまでの予測時間を把握できるため、自動運転の切り替わりへの準備期間を得ることができるとともに、それまでの時間、安心してＤＶＤ映像を見ることができる。
【０１０３】
また、渋滞追従モードからのモード変更により、自車両に対する周辺監視義務が生じた場合（図１３に示す「（３）渋滞追従モード外」の場合）に、メニュー画面３３０は、走行制限画面３６０に推移し、走行制限が行われる旨のメッセージ３６２を表示する。メッセージの一例としては、図１３に示すように「渋滞追従モードを終了します。運転を再開してください。」等のメッセージが、車両乗員が自車両Ｍを運転する前（例えば、ハンドオーバへの準備を促すタイミング）で表示される。また、ＤＶＤ映像表示画面３５０からの遷移においても同様にナビゲーション画面３７０が表示されると共に、同様のメッセージ３７２が車両乗員の状態に応じた所定のタイミングで表示される。メッセージ３６２、３７２は、所定時間だけ表示させてもよく、モードが切り替わるまで表示させてもよい。また、メッセージの内容については、上述した例に限定されるものではない。また、図１３に示す各メッセージは、画面表示とともに音声を出力してもよく、また音声のみを出力してもよい。
【０１０４】
図１３に示すように、ＨＭＩ７０およびＨＭＩ制御部１７０の一部を含む報知部は、所定速度以下で前走車に追従して自動運転を行う渋滞追従走行モードの予測継続時間を報知する。例えば、報知部は、所定速度以下で前走車に追従して自動運転を行う渋滞追従走行モードから、所定の行動計画に従って通常の自動運転を行う通常走行モードに遷移するタイミング等を予測し、その予測した結果に基づいて渋滞追従走行モードの予測継続時間を算出し、報知することができる。また、報知部は、インターフェース装置の使用状態に基づいて、所定の情報の出力の有無または態様を変更する。これにより、車両乗員は、インターフェース装置等から運転モードの切り替えに対する適切な情報を取得することができる。上述したインターフェース装置による情報の出力により、自動運転の切り替わりタイミングを車両乗員に認識させることで、車両乗員に効率的な時間の使い方をさせることができる。
【０１０５】
また、インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０から得られるモード情報に基づいて、ＨＭＩ７０またはナビゲーション装置５０に関する操作の可否制御を行う。例えば、自車両Ｍが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。また、自動運転モードの第２モード、第３モード等である場合、車両乗員は、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、インターフェース制御部１７４は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。
【０１０６】
また、インターフェース制御部１７４は、運転モードが自動運転の第２モードから第１モードに遷移した場合、ドライバーディストラクション規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。例えば、インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０から得られるモード情報と、記憶部１８０に記憶されたモード別操作可否情報１８８とに基づいて、ＨＭＩ７０またはナビゲーション装置５０に関する操作の可否を判定する。
【０１０７】
図１４は、モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。図１４に示すモード別操作可否情報１８８は、運転モードの項目として「手動運転モード」、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「第１モード」、「第２モード」、および「第３モード」等を有する。また、モード別操作可否情報１８８は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１４に示すモード別操作可否情報１８８の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置は、これに限定されるものではない。
【０１０８】
インターフェース制御部１７４は、自動運転制御部１２０から取得したモード情報（運転モード）に基づいてモード別操作可否情報１８８を参照することで、使用が許可されるインターフェース装置（各操作系）と、使用が許可されないインターフェース装置とを判定する。また、インターフェース制御部１７４は、判定結果に基づいて、非運転操作系のインターフェース装置に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。
【０１０９】
また、インターフェース制御部１７４は、視線検出部１７６により得られる車両乗員の視線検出結果に基づいて、情報を出力する対象のインターフェース装置（ＨＭＩ７０）を選択して表示させてもよい。図１５は、自車両Ｍの車両乗員の視線検出の内容を説明するための図である。
【０１１０】
図１５の例において、自車両Ｍ内に車両乗員Ｐの頭部（顔）を撮像できる車室内カメラ９５が設けられている。なお、図１５の例では、車両乗員Ｐがシート８８に着座してステアリングホイール７８を把持し、手動運転を行える状態を示している。また、図１５の例では、ＨＭＩ７０のインターフェース装置の一例として、ナビゲーション装置５０と、表示装置８２とを示している。
【０１１１】
視線検出部１７６は、例えばＨＭＩ７０の車室内カメラ９５により撮像された画像の輝度および形状等の特徴情報に基づいて、車両乗員の目頭の位置と、虹彩の位置とを検出する。また、視線検出部１７６は、検出した目頭と虹彩との位置関係から、視線方向を検出する。なお、視線検出手法については、上述した例に限定されるものではない。また、視線検出部１７６は、検出した車両乗員Ｐの視線方向にあるインターフェース装置を推定する。
【０１１２】
例えば、車室内カメラ９５の撮像範囲（画角）が固定である場合、視線検出部１７６は、撮像画像上におけるナビゲーション装置５０や表示装置８２等のインターフェース装置のそれぞれの画像上の位置が推定される。したがって、画像上における視線方向先の位置情報に基づいて、車両乗員Ｐが見ているインターフェース装置と推定することができる。
【０１１３】
例えば、図１５の例において、車室内カメラ９５により撮像された撮像画像から車両乗員Ｐの視線方向を検出し、検出した視線方向が矢印ａである場合、視線検出部１７６は、車両乗員Ｐがナビゲーション装置５０を見ていると推定する。また、視線方向が矢印ｂである場合、視線検出部１７６は、例えばインストルメントパネル等の表示装置８２を見ているものと推定する。視線検出部１７６は、推定された視線方向にあるインターフェース装置の情報をインターフェース制御部１７４に出力する。
【０１１４】
インターフェース制御部１７４は、視線検出部１７６から得られる車両乗員Ｐの視線方向にあるインターフェース装置に上述した自動運転の現在のモードの継続時間を含む情報を出力することができる。これにより、全てのインターフェース装置に表示させるよりも処理負担を軽減することができるとともに、車両乗員Ｐに対して自動運転の運転モードの変更に関する情報（モードの予測継続時間）等を、より確実に認識させることができる。
【０１１５】
＜処理フロー＞
以下、本実施形態に係る車両制御システム１００よる処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御システム１００のおける各種処理のうち、主にＨＭＩ制御部１７０により実施される自動運転のモード変更に伴う情報出力に関するＨＭＩ制御処理の流れについて説明する。
【０１１６】
［第１の実施例］
図１６は、ＨＭＩ制御処理の第１の実施例を示すフローチャートである。図１６の例において、ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０よりモード情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、予測継続時間算出部１７２は、取得したモード情報に含まれる運転モードが、現在の運転モードから変更されることにより、情報の出力が必要な変更か否かを判定する（ステップＳ１０２）。情報の出力が必要な運転モードとは、例えば車両乗員の周辺監視義務の度合が低下する運転モードまたはインターフェース装置の操作許容度が増加する運転モードであり、一例として、第２モードから第１モードへの変更、ＴＪＰ解除モードからＴＪＰモードへの変更等が相当するが、これに限定されるものではない。
【０１１７】
情報の出力が必要である場合、予測継続時間算出部１７２は、交通情報を取得し（ステップＳ１０４）、モードの予測継続時間を算出する（ステップＳ１０６）。なお、モードの予測継続時間の算出処理の詳細については後述する。
【０１１８】
次に、インターフェース制御部１７４は、自車両Ｍ内のＨＭＩ７０の各インターフェース装置に、算出されたモードの予測継続時間を出力する（ステップＳ１０８）。次に、インターフェース制御部１７４は、モードの予測継続時間を出力してから一定時間（例えば、１〜３分）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。一定時間が経過した場合、ステップＳ１０４の処理に戻り、最新の交通情報を取得して予測継続時間を算出する。これにより、一定時間ごとに最新の予測継続時間を車両乗員に表示することができる。
【０１１９】
また、一定時間が経過していない場合、インターフェース制御部１７４は、予測継続時間の出力を終了するか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２の処理では、インターフェース制御部１７４は、自車両Ｍの運転モードが切り替わる制御が実施される場合や制御車両乗員から終了指示があった場合に予測継続時間の出力を終了させるが、これに限定されるものではない。
【０１２０】
予測継続時間の出力終了しない場合、インターフェース制御部１７４は、ステップＳ１１０の処理に戻る。また、予測継続時間の出力を終了する場合、インターフェース制御部１７４は、本フローチャートを終了する。上述したステップＳ１０２の処理において、情報の出力が必要な運転モードの変更でない場合、インターフェース制御部１７４は、本フローチャートを終了する。
【０１２１】
［モードの予測継続時間の算出処理（ステップＳ１０６）］
次に、上述したステップＳ１０６におけるモードの予測継続時間の算出処理の一例について、フローチャートを用いて説明する。図１７は、モードの予測継続時間の算出処理の一例を示すフローチャートである。図１７の例において、予測継続時間算出部１７２は、自車両Ｍの現在位置から渋滞が解消されると予測される位置までの距離を取得する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００の処理では、例えばナビゲーション装置５０により車両乗員が設定した目的値までの経路において、ＧＮＳＳ受信機から推定される自車両Ｍの現在位置と、その経路に関する交通情報から得られる渋滞が解消されると予測される位置との経路上の距離を取得する。渋滞が解消されると予測される位置とは、例えば交通情報に「○○ジャンクションで渋滞」、「△△料金所で渋滞」等の渋滞情報が含まれていれば、その○○ジャンクションや△△料金所の位置であり、この位置情報は、例えば高精度地図情報１８２から取得することができる。
【０１２２】
次に、予測継続時間算出部１７２は、取得した距離と自車両Ｍの車速とから、渋滞が解消されるまでの時間（第１の時間）を算出する（ステップＳ２０２）。なお、現時点で自車両Ｍが渋滞等で停止している場合（車速０ｋｍ／ｈの場合）、それまでの所定時間（例えば、３分〜３０分程度）における平均車速を用いて、上述した第１の時間を算出してもよい。第１の時間は、例えば距離を車速で除算することで取得することができる。
【０１２３】
次に、予測継続時間算出部１７２は、現時点での車速（または上述した平均車速）に基づき、渋滞が解消されると予測される位置からの加速により運転モードが切り替わる速度に至るまでの時間（第２の時間）を算出する（ステップＳ２０４）。なお、上記の加速は、予め設定された単位時間あたりの加速度に基づいて加速するが、これに限定されるものではなく、徐々に加速度を増加するように設定されていてもよい。次に、予測継続時間算出部１７２は、上述した第１の時間と第２の時間とを加算した時間をモードの予測継続時間として算出する（ステップＳ２０６）。
【０１２４】
［第２の実施例］
図１８は、ＨＭＩ制御処理の第２の実施例を示すフローチャートである。図１８の例において、ステップＳ３００〜Ｓ３０６の処理は、上述した第１の実施例におけるステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理と同様であるため、ここでの具体的な説明は省略する。
【０１２５】
ステップＳ３０６の処理で、モードの予測継続時間を算出後、視線検出部１７６は、車室内カメラ９５等から撮影される画像により車両乗員の視線を検出し（ステップＳ３０８）、検出された視線方向にあるＨＭＩ７０のインターフェース装置を特定する（ステップＳ３１０）。
【０１２６】
次に、インターフェース制御部１７４は、視線方向にある特定されたインターフェース装置に、算出されたモードの予測継続時間を出力する（ステップＳ３１２）。次に、インターフェース制御部１７４は、モードの予測継続時間を出力してから一定時間（例えば、１〜３分）が経過したか否かを判定する（ステップＳ３１４）。一定時間が経過した場合、ステップＳ３０４の処理に戻り、最新の交通情報を取得して予測継続時間を算出するとともに、その時点での車両乗員の視線方向を検出し、検出した視線方向にあるインターフェース装置を特定する。これにより、一定時間ごとに最新の予測継続時間を表示することができ、更に、車両乗員の視線方向にあるインターフェース装置に表示されるため、車両乗員は、より確実にモードの予測継続時間を把握することができる。
【０１２７】
また、一定時間が経過していない場合、インターフェース制御部１７４は、予測継続時間の出力を終了するか否かを判定する（ステップＳ３１６）。ステップＳ３１６の処理では、インターフェース制御部１７４は、自車両Ｍの運転モードが切り替わる制御が実施される場合や制御車両乗員から終了指示があった場合に予測継続時間の出力を終了させるが、これに限定されるものではない。
【０１２８】
また、予測継続時間の出力終了しない場合、インターフェース制御部１７４は、ステップＳ３１４の処理に戻る。また、予測継続時間の出力を終了する場合、インターフェース制御部１７４は、本フローチャートを終了する。上述したステップＳ３０２の処理において、情報の出力が必要な運転モードの変更でない場合、インターフェース制御部１７４は、本フローチャートを終了する。なお、図１６、図１８に示すＨＭＩ制御処理は、自動運転制御部１２０よりモード情報を取得した時点で実行してもよく、一定の時間間隔で実施してもよい。また、実施形態としては、上述した各実施例の一部または全部を組み合わせてもよい。
【０１２９】
上述した実施形態によれば、車両制御システム１００は、自動運転モードが、自車両の周辺監視義務の度合が高い自動運転モードに変更されるタイミングまたはインターフェース装置の操作許容度が低い自動運転モードに変更されるタイミングまでの予測継続時間を示す情報をインターフェース装置に出力させることで、自動運転の切り替わりタイミングを車両乗員に認識させることができ、車両乗員に効率的な時間の使い方をさせることができる。また、モードが変更されるタイミングまでの予測継続時間をインターフェース装置に出力させることで、自車両乗員は、自動運転モードの状態を把握できるため、自動運転における不安を軽減することができる。
【０１３０】
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。
【符号の説明】
【０１３１】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、５５…通信装置、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１７２…予測継続時間算出部、１７４…インターフェース制御部、１７６…視線検出部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両
【図１】
0006652417.tif 000002
【図２】
0006652417.tif 000003
【図３】
0006652417.tif 000004
【図４】
0006652417.tif 000005
【図５】
0006652417.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006652417.tif 000008
【図８】
0006652417.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006652417.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006652417.tif 000014
【図１４】
0006652417.tif 000015
【図１５】
0006652417.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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