(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両周囲の障害物を認識し、
前記計算部は、前記障害物と前記自車両との距離が近いほど低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項２】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両周囲の障害物を認識し、
前記計算部は、前記障害物と前記自車両と距離が第１距離であって前記障害物が歩行者である場合は、前記障害物と前記自車両と距離が前記第１距離であって前記障害物が他車両である場合よりも低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項３】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両周囲の障害物を認識し、
前記計算部は、前記障害物と前記自車両と距離が第２距離であって前記障害物が移動物である場合は、前記障害物と前記自車両と距離が前記第２距離であって前記障害物が静止物である場合よりも低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項４】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両が走行する道路の道路幅を認識し、
前記計算部は、前記道路幅が狭いほど低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項５】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、地図情報及び前記自車両の位置情報に基づいて、前記環境として前記自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行しているか否かを認識し、
前記計算部は、前記環境認識部により前記自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識された場合は、前記環境認識部により前記自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識されていない場合よりも低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項６】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両周囲の障害物を認識し、
前記計算部は、前記障害物と前記自車両との距離が近いほど低い前記手動運転切替閾値を計算し、前記障害物と前記自車両と距離が第１距離であって前記障害物が歩行者である場合は、前記障害物と前記自車両と距離が前記第１距離であって前記障害物が他車両である場合よりも低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項７】
自車両の自動運転を実行するとともに、前記自動運転中における前記自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、
前記自動運転中における前記操作量を取得する操作量取得部と、
前記自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、
前記手動運転切替閾値を計算する計算部と、
前記自動運転を実行するとともに、前記操作量が前記手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の前記自動運転を手動運転に切り替える制御部と、
を備え、
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両周囲の障害物を認識し、
前記計算部は、前記障害物と前記自車両との距離が近いほど低い前記手動運転切替閾値を計算し、前記障害物と前記自車両と距離が第２距離であって前記障害物が移動物である場合は、前記障害物と前記自車両と距離が前記第２距離であって前記障害物が静止物である場合よりも低い前記手動運転切替閾値を計算する、自動運転装置。
【請求項８】
前記環境認識部は、前記環境として前記自車両が走行する道路の道路幅を認識し、
前記計算部は、前記環境認識部が前記障害物を認識していない場合に、前記道路幅が狭いほど低い前記手動運転切替閾値を計算する、請求項１〜３、６及び７のいずれか１項に記載の自動運転装置。
【請求項９】
前記環境認識部は、地図情報及び前記自車両の位置情報に基づいて、前記環境として前記自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行しているか否かを認識し、
前記計算部は、前記環境認識部が前記障害物を認識していない場合において、前記環境認識部により前記自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識された場合は、前記環境認識部により前記自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識されていない場合よりも低い前記手動運転切替閾値を計算する、請求項１〜３及び６〜８のいずれか１項に記載の自動運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面は、自動運転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、自車両の自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が所定の閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８６７０８９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自車両周囲の障害物等の環境は様々である。しかしながら、上記従来技術では、運転者の操作量に応じて一律に自動運転が手動運転に切り替えられるため、自動運転から手動運転への切り替わりのための運転者による運転操作の介入量が自車両周囲の環境に適合していない場合が有り、改善が望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、自動運転から手動運転への切り替わりのための運転者による運転操作の介入量が自車両周囲の環境により適合した自動運転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、自車両の自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える自動運転装置であって、自動運転中における操作量を取得する操作量取得部と、自車両周囲の環境を認識する環境認識部と、手動運転切替閾値を計算する計算部と、自動運転を実行するとともに、操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える制御部とを備え、計算部は、環境認識部により認識された環境に応じて手動運転切替閾値を計算する自動運転装置である。
【０００７】
この構成によれば、計算部により、運転者の操舵操作等の操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための手動運転切替閾値が、環境認識部により認識された自車両周囲の環境に応じて計算される。このため、自動運転から手動運転への切り替わりのための運転者による運転操作の介入量が自車両周囲の環境により適合したものとなる。
【０００８】
この場合、環境認識部は、環境として自車両周囲の障害物を認識し、計算部は、障害物と自車両との距離が近いほど低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【０００９】
この構成によれば、障害物と自車両との距離が近いほど自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、障害物への対応のし易さが向上する。
【００１０】
また、環境認識部は、環境として自車両周囲の障害物を認識し、計算部は、障害物と自車両と距離が第１距離であって障害物が歩行者である場合は、障害物と自車両と距離が第１距離であって障害物が他車両である場合よりも低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００１１】
この構成によれば、障害物と自車両との距離が同じであれば、障害物が他車両である場合よりも障害物が歩行者である場合に自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、歩行者への対応のし易さが向上する。
【００１２】
また、環境認識部は、環境として自車両周囲の障害物を認識し、計算部は、障害物と自車両と距離が第２距離であって障害物が移動物である場合は、障害物と自車両と距離が第２距離であって障害物が静止物である場合よりも低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００１３】
この構成によれば、障害物と自車両との距離が同じであれば、障害物が静止物である場合よりも障害物が他車両又は歩行者等の移動物である場合に自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、移動物への対応のし易さが向上する。
【００１４】
また、環境認識部は、環境として自車両が走行する道路の道路幅を認識し、計算部は、道路幅が狭いほど低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００１５】
あるいは、環境認識部は、環境として自車両が走行する道路の道路幅を認識し、計算部は、環境認識部が障害物を認識していない場合に、道路幅が狭いほど低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００１６】
これらの構成によれば、障害物の認識の有無に関わらず、道路幅が狭いほど自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、道路幅が狭い場合における対応のし易さが向上する。
【００１７】
また、環境認識部は、地図情報及び自車両の位置情報に基づいて、環境として自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行しているか否かを認識し、計算部は、環境認識部により自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識された場合は、環境認識部により自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識されていない場合よりも低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００１８】
あるいは、環境認識部は、地図情報及び自車両の位置情報に基づいて、環境として自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行しているか否かを認識し、計算部は、環境認識部が障害物を認識していない場合において、環境認識部により自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識された場合は、環境認識部により自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行していると認識されていない場合よりも低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００１９】
これらの構成によれば、障害物の認識の有無に関わらず、自車両が交差点及び駐車場のいずれかを走行しているときには、自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、交差点や駐車場における対応のし易さが向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一側面によれば、自動運転装置において、自動運転から手動運転への切り替わりのための運転者による運転操作の介入量を自車両周囲の環境により適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る自動運転装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の自動運転装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】障害物との距離に対してステップ状に変化する手動運転切替閾値を示すグラフである。
【図４】障害物との距離に対して線形的に変化する手動運転切替閾値を示すグラフである。
【図５】障害物との距離及び障害物の種別に対する手動運転切替閾値を示すグラフである。
【図６】駐車場を走行中の手動運転切替閾値を示すグラフである。
【図７】交差点を走行中の手動運転切替閾値を示すグラフである。
【図８】道路幅に対する手動運転切替閾値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に示すように、自動運転装置１００は、乗用車などの自車両Ｖに搭載される。自動運転装置１００は、自車両Ｖの自動運転を実行する。自動運転とは、自車両Ｖの加速、減速及び操舵等の運転操作が自車両Ｖのドライバーの運転操作によらずに実行されることを意味する。本実施形態の自動運転装置１００は、自車両Ｖの自動運転を実行するとともに、自動運転中における自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える。手動運転切替閾値とは、自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量に対して、実行中の自動運転を手動運転に切り替えるための判定に用いられる操作量の閾値である。
【００２３】
図１に示すように、自動運転装置１００は、外部センサ１、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７、補助機器Ｕ及びＥＣＵ１０を備えている。
【００２４】
外部センサ１は、自車両Ｖの周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダー（Radar）、及びライダー（LIDER：LaserImaging Detection and Ranging）のうち少なくとも一つを含む。
【００２５】
カメラは、自車両Ｖの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、自車両Ｖのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、例えば両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。カメラは、自車両Ｖの外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ出力する。また、カメラは、可視光カメラのみならず赤外線カメラであってもよい。
【００２６】
レーダーは、電波を利用して自車両Ｖの外部の障害物を検出する。電波は、例えばミリ波である。レーダーは、電波を自車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信して障害物を検出する。レーダーは、例えば障害物までの距離又は方向を障害物に関する障害物情報として出力する。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された電波の受信情報をＥＣＵ１０へ出力してもよい。
【００２７】
ライダーは、光を利用して自車両Ｖの外部の障害物を検出する。ライダーは、光を自車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、例えば障害物までの距離又は方向を障害物情報として出力することができる。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、センサーフュージョンを行う場合には、反射された光の受信情報をＥＣＵ１０へ出力してもよい。なお、カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。
【００２８】
ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信して、自車両Ｖの位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば緯度及び経度が含まれる。ＧＰＳ受信部２は、測定した自車両Ｖの位置情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、ＧＰＳ受信部２に代えて、自車両Ｖが存在する緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。
【００２９】
内部センサ３は、自車両Ｖの走行状態に応じた情報と、自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量とを検出する検出器である。内部センサ３は、自車両Ｖの走行状態に応じた情報を検出するために、車速センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。また、内部センサ３は、操作量を検出するために、ステアリングセンサ、アクセルペダルセンサ及びブレーキペダルセンサのうち少なくとも一つを含む。
【００３０】
車速センサは、自車両Ｖの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、自車両Ｖの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、自車両Ｖの速度を含む車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０へ出力する。
【００３１】
加速度センサは、自車両Ｖの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、自車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両Ｖの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、自車両Ｖの加速度を含む加速度情報をＥＣＵ１０へ出力する。
【００３２】
ヨーレートセンサは、自車両Ｖの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサが用いられる。ヨーレートセンサは、自車両Ｖのヨーレートを含むヨーレート情報をＥＣＵ１０へ出力する。
【００３３】
ステアリングセンサは、例えば自車両の運転者によるステアリングホイールに対する操舵操作の操作量を検出する検出器である。ステアリングセンサが検出する操作量は、例えば、ステアリングホイールの操舵角又はステアリングホイールに対する操舵トルクである。ステアリングセンサは、例えば、自車両Ｖのステアリングシャフトに対して設けられる。ステアリングセンサは、ステアリングホイールの操舵角又はステアリングホイールに対する操舵トルクを含む情報をＥＣＵ１０へ出力する。
【００３４】
アクセルペダルセンサは、例えばアクセルペダルの踏込み量を検出する検出器である。アクセルペダルの踏込み量は、例えば所定位置を基準としたアクセルペダルの位置（ペダル位置）である。所定位置は、定位置であってもよいし、所定のパラメータによって変更された位置であってもよい。アクセルペダルセンサは、例えば自車両Ｖのアクセルペダルのシャフト部分に対して設けられる。アクセルペダルセンサは、アクセルペダルの踏込み量に応じた操作情報をＥＣＵ１０へ出力する。
【００３５】
ブレーキペダルセンサは、例えばブレーキペダルの踏込み量を検出する検出器である。ブレーキペダルの踏込み量は、例えば所定位置を基準としたブレーキペダルの位置（ペダル位置）である。所定位置は、定位置であってもよいし、所定のパラメータによって変更された位置であってもよい。ブレーキペダルセンサは、例えばブレーキペダルの部分に対して設けられる。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダルの操作力（ブレーキペダルに対する踏力やマスタシリンダの圧力など）を検出してもよい。ブレーキペダルセンサは、ブレーキペダルの踏込み量又は操作力に応じた操作情報をＥＣＵ１０へ出力する。
【００３６】
地図データベース４は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース４は、例えば、自車両Ｖに搭載されたＨＤＤ（Hard disk drive）内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。道路形状の情報には、例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率などが含まれる。さらに、自動運転装置１００が建物又は壁などの遮蔽構造物の位置情報、又はＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を使用する場合には、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませてもよい。なお、地図データベース４は、自車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
【００３７】
ナビゲーションシステム５は、自車両Ｖの運転者によって地図上に設定された目的地までの案内を自車両Ｖの運転者に対して行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２によって測定された自車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、自車両Ｖの走行するルートを算出する。ルートは、例えば複数車線の区間において自車両Ｖが走行する走行車線を特定したルートでもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、自車両Ｖの位置から目的地に至るまでの目標ルートを計算し、ディスプレイの表示及びスピーカの音声出力により目標ルートの報知を運転者に対して行う。ナビゲーションシステム５は、例えば自車両Ｖの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、ナビゲーションシステム５は、自車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶された情報を用いてもよい。あるいは、ナビゲーションシステム５により行われる処理の一部が、施設のコンピュータによって行われてもよい。
【００３８】
アクチュエータ６は、自車両Ｖの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ及びステアリングアクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、自車両Ｖの駆動力を制御する。なお、自車両Ｖがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。
【００３９】
ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、自車両Ｖの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。ステアリングアクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうちステアリングトルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、ステアリングアクチュエータは、自車両Ｖのステアリングトルクを制御する。
【００４０】
ＨＭＩ７は、自車両Ｖの乗員（運転者を含む）と自動運転装置１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネルなどを備えている。ＨＭＩ７は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。
【００４１】
補助機器Ｕは、通常、自車両Ｖの運転者によって操作され得る機器である。補助機器Ｕは、アクチュエータ６に含まれない機器を総称したものである。ここでの補助機器Ｕは、例えば方向指示灯、前照灯、ワイパー等を含む。
【００４２】
ＥＣＵ１０は、自車両Ｖの自動運転を制御する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read OnlyMemory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０は、操作量取得部１１、環境認識部１２、走行計画生成部１６、計算部１７及び制御部１８を有している。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、上記の操作量取得部１１等の各部の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
【００４３】
操作量取得部１１は、内部センサ３により取得された情報に基づいて、自動運転中における自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作の操作量を取得する。操作量は、例えば、ステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールに対する操舵トルク、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量及びブレーキペダルの操作力等である。あるいは、操作量は、ステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールに対する操舵トルク、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量及びブレーキペダルの操作力等が設定された閾値以上である状態の継続時間でもよい。
【００４４】
環境認識部１２は、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２及び地図データベース４により取得された情報に基づいて、自車両Ｖ周囲の環境を認識する。環境認識部１２は、障害物認識部１３、道路幅認識部１４及び施設認識部１５を有している。障害物認識部１３は、外部センサ１により取得された情報に基づいて、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖ周囲の障害物を認識する。障害物認識部１３が認識する障害物としては、例えば、歩行者、他車両、自動二輪車及び自転車等の移動物や、道路の車線境界線（白線、黄線）、縁石、ガードレール、ポール、中央分離帯、建物及び樹木等の静止物が含まれる。障害物認識部１３は、障害物と自車両Ｖとの距離、障害物の位置、自車両Ｖに対する障害物の相対速度及び障害物の種別に関する情報を取得する。障害物の種別には、歩行者、他車両、移動物及び静止物等が含まれる。
【００４５】
道路幅認識部１４は、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２及び地図データベース４により取得された情報に基づいて、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖが走行する道路の道路幅を認識する。施設認識部１５は、地図データベース４により取得された地図情報及びＧＰＳ受信部２により取得された自車両Ｖの位置情報に基づいて、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖが交差点及び駐車場のいずれかを走行しているか否かを認識する。施設認識部１５は、地図情報及び自車両Ｖの位置情報に基づいて、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖが、通学路、児童保育施設近傍、学校近傍及び公園近傍等を走行しているか否かを認識してもよい。
【００４６】
走行計画生成部１６は、ナビゲーションシステム５で計算された目標ルート、環境認識部１２により認識された自車両Ｖ周囲の障害物に関する情報、及び地図データベース４から取得された地図情報に基づいて、自車両Ｖの走行計画を生成する。走行計画は、目標ルートにおいて自車両Ｖが進む軌跡である。走行計画には、例えば、各時刻における自車両Ｖの速度、加速度、減速度、方向及び舵角等が含まれる。走行計画生成部１６は、目標ルート上において自車両Ｖが安全、法令順守、走行効率などの基準を満たした走行をするような走行計画を生成する。さらに、走行計画生成部１６は、自車両Ｖ周囲の障害物の状況に基づき、障害物との接触を回避するように自車両Ｖの走行計画を生成する。
【００４７】
計算部１７は、環境認識部１２により認識された自車両Ｖ周囲の環境に応じて手動運転切替閾値を計算する。後述するように、計算部１７は、環境認識部１２の障害物認識部１３により障害物が認識されているときは、障害物と自車両との距離及び障害物の種別に応じて手動運転切替閾値を計算する。また、計算部１７は、環境認識部１２の障害物認識部１３により障害物が認識されていないときは、自車両Ｖが走行する道路の道路幅や、自車両Ｖが走行する駐車場等の施設の種別に応じて手動運転切替閾値を計算する。後述するように、ＥＣＵ１０には、自車両Ｖ周囲の環境に対応した手動運転切替閾値の関数が記憶されている。
【００４８】
制御部１８は、走行計画生成部１６で生成した走行計画に基づいて自車両Ｖの走行を自動で制御する。制御部１８は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ６に出力する。これにより、制御部１８は、走行計画に沿って自車両Ｖの自動運転が実行されるように、自車両Ｖの走行を制御する。また、制御部１８は、操作量取得部１１により取得された操作量が、計算部１７により計算された手動運転切替閾値以上である場合には、実行中の自動運転を手動運転に切り替える。
【００４９】
次に、自動運転装置１００で実行される処理について説明する。図２に示すように、ＥＣＵ１０の制御部１８は、走行計画生成部１６が生成した走行計画に基づいて、自車両Ｖの自動運転を実行する（Ｓ１）。なお、自動運転の開始においては、例えば、自車両ＶのイグニションがＯＮとなると、外部センサ１及びＥＣＵ１０の環境認識部１２により認識された自車両Ｖ周囲の環境に基づいて制御部１８が自動運転が可能かを判断する。自動運転が可能な場合は、制御部１８はＨＭＩ７により乗員に自動運転が可能である旨を報知する。乗員がＨＭＩ７に所定の入力操作を行うことにより、自動運転装置１００は自動運転を開始する。ＥＣＵ１０の操作量取得部１１は、自動運転中における自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量を取得する（Ｓ２）。
【００５０】
環境認識部１２は、自車両Ｖ周囲の環境を認識する（Ｓ３）。環境認識部１２の障害物認識部１３が、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖ周囲の障害物を認識した場合には（Ｓ４）、計算部１７は、当該障害物に応じて手動運転切替閾値を計算する（Ｓ５）。
【００５１】
以下、計算部１７による障害物に応じた手動運転切替閾値の計算について説明する。ＥＣＵ１０には、例えば、図３に示すような障害物と自車両Ｖとの距離に対する手動運転切替閾値の関数が記憶されている。図３の例では、障害物と自車両Ｖとの距離が２を超えている場合には、計算部１７は、手動運転切替閾値の基準値である手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算する。一方、障害物と自車両Ｖとの距離が２以下である場合には、計算部１７は、Ｔｈ０よりも低い手動運転切替閾値Ｔｈ１を計算する。
【００５２】
また、ＥＣＵ１０には、図４に示すような障害物と自車両Ｖとの距離に対する手動運転切替閾値の関数が記憶されていてもよい。図４の例では、障害物と自車両Ｖとの距離が３を超えている場合には、計算部１７は、手動運転切替閾値の基準値である手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算する。障害物と自車両Ｖとの距離が１以下である場合には、計算部１７は、Ｔｈ０よりも低い手動運転切替閾値Ｔｈ１を計算する。障害物と自車両Ｖとの距離が３以下であって１を超えている場合には、計算部１７は、障害物と自車両Ｖとの距離が近くなるにつれて、距離が３のときの手動運転切替閾値Ｔｈ０から距離が１であるときの手動運転切替閾値Ｔｈ１まで線形的に減少する手動運転切替閾値を計算する。
【００５３】
さらに、ＥＣＵ１０には、図５に示すように、障害物の種別に応じた障害物と自車両Ｖとの距離に対する手動運転切替閾値の関数が記憶されていてもよい。図５の例では、障害物と自車両Ｖとの距離が３を超えている場合には、障害物がいずれの種別であっても、計算部１７は、手動運転切替閾値の基準値である手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算する。なお、図３〜図５において、距離の単位は、例えば、メートル［ｍ］とすることができ、運転者の操作量が操舵操作である場合は、手動運転切替閾値Ｔｈ０の単位は、例えば、舵角を示す度［°］とすることができる。
【００５４】
障害物と自車両Ｖとの距離が３以下であって１を超えており、障害物が白線やガードレール等の静止物である場合には、計算部１７は、距離が３のときの手動運転切替閾値Ｔｈ０から距離が１であるときの手動運転切替閾値Ｔｈ１まで線形的に減少する手動運転切替閾値を計算する。障害物と自車両Ｖとの距離が３以下であって１を超えており、障害物が他車両である場合には、計算部１７は、距離が３のときの手動運転切替閾値Ｔｈ０から距離が１であるときのＴｈ１よりも低い手動運転切替閾値Ｔｈ２まで線形的に減少する手動運転切替閾値を計算する。障害物と自車両Ｖとの距離が３以下であって１を超えており、障害物が歩行者である場合には、計算部１７は、距離が３のときの手動運転切替閾値Ｔｈ０から距離が１であるときのＴｈ２よりも低い手動運転切替閾値Ｔｈ３まで線形的に減少する手動運転切替閾値を計算する。障害物と自車両Ｖとの距離が１以下である場合には、計算部１７は、障害物が静止物である場合は手動運転切替閾値Ｔｈ１を計算し、障害物が他車両である場合は手動運転切替閾値Ｔｈ２を計算し、障害物が歩行者である場合は手動運転切替閾値Ｔｈ３を計算する。
【００５５】
つまり、障害物と自車両Ｖとの距離が３以下であり、障害物が歩行者である場合には、計算部１７は、同じ障害物と自車両Ｖとの距離（第１距離）に対して、障害物が他車両である場合の手動運転切替閾値よりも低い手動運転切替閾値を計算する。また、障害物と自車両Ｖとの距離が３以下であり、障害物が歩行者又は他車両等の移動物である場合には、計算部１７は、同じ障害物と自車両Ｖとの距離（第２距離）に対して、障害物が白線やガードレール等の静止物である場合の手動運転切替閾値よりも低い手動運転切替閾値を計算する。
【００５６】
図２に示すように、障害物認識部１３が、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖ周囲の障害物を認識していない場合であって（Ｓ４）、環境認識部１２の施設認識部１５により自車両Ｖが交差点及び駐車場のいずれを走行していると認識されている場合には（Ｓ６）、計算部１７は、施設認識部１５により認識された交差点又は駐車場に応じた手動運転切替閾値を計算する（Ｓ７）。なお、施設認識部１５は、例えば、自車両Ｖが交差点を走行していることを、外部センサ１により信号機の点滅を検出することや、ＧＰＳ受信部２及び地図データベース４により取得された情報によって認識することができる。また、施設認識部１５は、自車両Ｖが駐車場を走行していることを、外部センサ１により駐車場の「Ｐ」のマークを検出することや、ＧＰＳ受信部２及び地図データベース４により取得された情報によって、認識することができる。
【００５７】
図２に示すように、障害物認識部１３が、自車両Ｖ周囲の環境として、自車両Ｖ周囲の障害物を認識していない場合であって（Ｓ４）、環境認識部１２の施設認識部１５により自車両Ｖが交差点及び駐車場のいずれを走行していると認識されていない場合には（Ｓ６）、計算部１７は、環境認識部１２の道路幅認識部１４により認識された道路幅に基づいて手動運転切替閾値を計算する（Ｓ８）。
【００５８】
ＥＣＵ１０には、例えば、図６に示すような駐車場に対する手動運転切替閾値の関数が記憶されている。図６の例では、自車両Ｖが駐車場に進入する前と駐車場を通過した後には、計算部１７は、手動運転切替閾値の基準値である手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算する。一方、自車両Ｖが駐車場内を走行しているときには、計算部１７は、Ｔｈ０よりも低い手動運転切替閾値Ｔｈｐを計算する。
【００５９】
あるいは、ＥＣＵ１０には、例えば、図７に示すような交差点に対する手動運転切替閾値の関数が記憶されている。図７の例では、自車両Ｖが交差点に進入する所定時間前又は自車両が交差点を通過した所定時間後には、計算部１７は、手動運転切替閾値の基準値である手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算する。自車両Ｖが交差点内を走行しているときには、計算部１７は、Ｔｈ０よりも低い手動運転切替閾値Ｔｈｃを計算する。
【００６０】
自車両Ｖが交差点に進入する所定時間前から自車両Ｖが交差点に進入するまでの時間は、計算部１７は、交差点に近づくにつれて、手動運転切替閾値Ｔｈ０から手動運転切替閾値Ｔｈｃまで線形的に減少する手動運転切替閾値を計算する。自車両Ｖが交差点を通過してから所定時間が経過するまでの時間は、計算部１７は、交差点から離れるにつれて、手動運転切替閾値Ｔｈｃから手動運転切替閾値Ｔｈ０まで線形的に増加する手動運転切替閾値を計算する。同様にして、計算部１７は、自車両Ｖが通学路、児童保育施設近傍、学校近傍及び公園近傍等を走行している場合の手動運転切替閾値を計算することができる。
【００６１】
ＥＣＵ１０には、例えば、図８に示すような道路幅に対する手動運転切替閾値の関数が記憶されている。図８の例では、道路幅が通常幅を超えている場合には、計算部１７は、手動運転切替閾値の基準値である手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算する。道路幅が自車両Ｖが通過できる最小幅である場合には、計算部１７は、手動運転切替閾値の最小値である手動運転切替閾値Ｔｈｍｉｎを計算する。道路幅が通常幅以下であって最小幅を超えている場合には、計算部１７は、道路幅が狭くなるにつれて、通常幅のときの手動運転切替閾値Ｔｈ０から最小幅であるときの手動運転切替閾値Ｔｈｍｉｎまで線形的に減少する手動運転切替閾値を計算する。なお、計算部１７は、ＥＣＵ１０に予め登録された自車両Ｖの車幅や、ＥＣＵ１０又は地図データベース４に予め登録された一般的な道路幅に基づいて、手動運転切替閾値Ｔｈ０を計算してもよい。また、図８において、道路幅の単位はメートル［ｍ］とすることができ、運転者の操作量が操舵操作である場合は、手動運転切替閾値Ｔｈ０の単位は、例えば、舵角を示す度［°］とすることができる。
【００６２】
図２に示すように、操作量が手動運転切替閾値以上である場合には（Ｓ９）、制御部１８は実行中の自動運転を手動運転に切り替える（Ｓ１０）。一方、操作量が手動運転切替閾値未満である場合には（Ｓ９）、制御部１８は実行中の自動運転を続行する。
【００６３】
本実施形態によれば、計算部１７により、運転者の操舵操作等の操作量に対して自動運転を手動運転に切り替えるための手動運転切替閾値が、環境認識部１２により認識された自車両Ｖ周囲の環境に応じて計算される。このため、自動運転から手動運転への切り替わりのための運転者による運転操作の介入量が自車両周囲の環境に適合したものとなる。
【００６４】
また、障害物と自車両Ｖとの距離が近いほど自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、障害物への対応のし易さが向上する。また、障害物が他車両及び歩行者のいずれかである場合に、障害物と自車両との距離が同じであれば、障害物が歩行者である場合の方が、自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、歩行者への対応のし易さが向上する。また、障害物が静止物及び移動物のいずれかである場合に、障害物と自車両との距離が同じであれば、障害物が移動物である場合の方が、自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、移動物への対応のし易さが向上する。
【００６５】
また、本実施形態によれば、障害物の認識の有無に関わらず、道路幅が狭いほど自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、道路幅が狭い場合における対応のし易さが向上する。また、障害物の認識の有無に関わらず、自車両Ｖが交差点及び駐車場のいずれかを走行しているときには、自動運転から手動運転に切り替わり易くなり、交差点や駐車場における対応のし易さが向上する。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、環境認識部１２は、自車両Ｖ周囲の環境として上述した障害物等を認識しない場合であっても、天候、光量等を認識し、計算部１７は、天候が悪く、光量が低いほど低い手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００６７】
また、環境認識部１２は、障害物認識部１３、道路幅認識部１４及び施設認識部１５の全てを有し、図２の全ての処理を実行しなくともよく、例えば、環境認識部１２から障害物認識部１３、道路幅認識部１４及び施設認識部１５のいずれか１つ又は複数の構成が省略されてもよい。環境認識部１２から道路幅認識部１４及び施設認識部１５が省略される場合は、計算部１７は、Ｓ４及びＳ５の処理のみを実行してもよい。また、環境認識部１２から障害物認識部１３及び道路幅認識部１４が省略される場合は、計算部１７は、Ｓ３の処理の後に、Ｓ６及びＳ７の処理のみを実行し、Ｓ８の処理は実行しなくともよい。また、環境認識部１２から障害物認識部１３及び施設認識部１５が省略される場合は、計算部１７は、Ｓ３の処理の後に、Ｓ８の処理のみを実行し、Ｓ４〜Ｓ７の処理は実行しなくともよい。
【００６８】
また、環境認識部１２から道路幅認識部１４が省略される場合は、計算部１７は、Ｓ４の処理で障害物が認識されなかった場合に、Ｓ６及びＳ７の処理のみを実行し、Ｓ８の処理は実行しなくともよい。また、環境認識部１２から施設認識部１５が省略される場合は、計算部１７は、Ｓ４の処理で障害物が認識されなかった場合に、Ｓ８の処理のみを実行し、Ｓ６及びＳ７の処理は実行しなくともよい。また、環境認識部１２から障害物認識部１３が省略される場合には、計算部１７は、Ｓ３の処理の後に、Ｓ６〜８の処理のみを実行し、Ｓ４及びＳ５の処理は実行しなくともよい。
【００６９】
さらに、環境認識部１２が障害物認識部１３を有する場合には、障害物認識部１３は、障害物と自車両Ｖとの距離及び障害物の種別のいずれかのみを認識し、計算部１７は、障害物と自車両Ｖとの距離及び障害物の種別のいずれかのみに応じて手動運転切替閾値を計算してもよい。また、障害物認識部１３が障害物の種別を認識し、計算部１７が障害物の種別に応じて手動運転切替閾値を計算する場合には、障害物認識部１３は、障害物が歩行者であるか他車両であるか、及び障害物が移動物であるか静止物であるかのいずれかのみを認識し、計算部１７は、障害物が歩行者であるか他車両であるか、及び障害物が移動物であるか静止物であるかのいずれかのみに応じて手動運転切替閾値を計算してもよい。
【００７０】
また、制御部１８は、走行計画生成部１６が生成した走行計画を用いて自車両Ｖの走行を制御する自動運転と、自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量及び走行計画生成部１６が生成した走行計画の両方に基づいて自車両Ｖを走行させる半自動運転と、自車両の運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量を自車両Ｖの走行に反映させる手動運転とを、自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量に基づいて切り替えてもよい。この場合は、制御部１８は、自動運転中における自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が第１閾値以上である場合には、実行中の自動運転を半手動運転に切り替え、半自動運転中における自車両Ｖの運転者による操舵操作、アクセル操作及びブレーキ操作のいずれかの操作量が第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合には、実行中の半自動運転を手動運転に切り替える。計算部１７は、上述した手動運転切替閾値と同様にして、上述した第１閾値及び第２閾値を計算することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…外部センサ、２…ＧＰＳ受信部、３…内部センサ、４…地図データベース、５…ナビゲーションシステム、６…アクチュエータ、７…ＨＭＩ、Ｕ…補助機器、１０…ＥＣＵ、１１…操作量取得部、１２…環境認識部、１３…障害物認識部、１４…道路幅認識部、１５…施設認識部、１６…走行計画生成部、１７…計算部、１８…制御部、１００…自動運転装置、Ｖ…自車両。
【図１】
0006304086.tif 000002
【図２】
0006304086.tif 000003
【図３】
0006304086.tif 000004
【図４】
0006304086.tif 000005
【図５】
0006304086.tif 000006
【図６】
0006304086.tif 000007
【図７】
0006304086.tif 000008
【図８】
0006304086.tif 000009