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JP2022143212A - 車線優先度設定装置、車線優先度設定方法および車線優先度設定用コンピュータプログラム - Google Patents

車線優先度設定装置、車線優先度設定方法および車線優先度設定用コンピュータプログラム Download PDF

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JP2022143212A JP2021043614A JP2021043614A JP2022143212A JP 2022143212 A JP2022143212 A JP 2022143212A JP 2021043614 A JP2021043614 A JP 2021043614A JP 2021043614 A JP2021043614 A JP 2021043614A JP 2022143212 A JP2022143212 A JP 2022143212A
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一 魏
Ichi Gi
修一 森本
Shuichi Morimoto
駿 藤岡
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Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】運転者に違和感を生じさせないように車線の優先度を設定することができる車線優先度設定装置を提供する。【解決手段】車線優先度設定装置は、車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両が進むことのできる複数の車線を検出する検出部と、複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線が道路に含まれる複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、複数の車線のうち少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する設定部と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、車両が走行する車線の優先度を設定する車線優先度設定装置、車線優先度設定方法および車線優先度設定用コンピュータプログラムに関する。
地図データおよび周辺の状況に基づいて、現在走行している車線を自律的に走行可能な車両が知られている。
特許文献１には、車両の走行を制御する走行制御装置が記載されている。特許文献１に記載の走行制御装置は、自車両の進行方向に走行可能な複数の走行車線が存在することが認識された場合に、設定車速に基づいて、複数の走行車線のうち自車両が走行する車線を決定する。
特開２０１９－２０２６９０号公報
特許文献１に記載の走行制御装置は、周辺状況や乗員による指定に基づいて設定される設定車速が閾値未満であるか否かに応じて走行する車線を決定し、走行経路を作成する。
選択する車線を設定車速に基づいて決定する場合、周辺の状況は考慮されない。そのため、周辺の状況によっては、このように決定された車線は運転者の想定する車線と一致しない場合がある。このような車線の選択を行う走行制御装置は、運転者に違和感を生じさせることがあり、好ましくない。
本発明は、運転者に違和感を生じさせないように車線の優先度を設定することができる車線優先度設定装置を提供することを目的とする。
本発明にかかる車線優先度設定装置は、車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両が進むことのできる複数の車線を検出する検出部と、複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線が道路に含まれる複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、複数の車線のうち少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する設定部と、を備える。
本発明にかかる車線優先度設定装置において、設定部は、複数の車線のそれぞれの優先度を、少なくとも１つの車線に近い車線の優先度ほど高くなるように設定することが好ましい。
本発明にかかる車線優先度設定装置において、設定部は、複数の車線のうち、車両が走行している車線から進むときの走行経路の屈曲が小さい方の車線の優先度を、屈曲が大きい方の車線の優先度よりも高く設定することが好ましい。
本発明にかかる車線優先度設定装置は、複数の車線のうち優先度が最も高く設定された車線を走行するように制御する走行制御部をさらに備えることが好ましい。
本発明にかかる車線優先度設定方法は、車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両が進むことのできる複数の車線を検出し、複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線が道路に含まれる複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、複数の車線のうち少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する、ことを含む。
本発明にかかる車線優先度設定用コンピュータプログラムは、車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両が進むことのできる複数の車線を検出し、複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線が道路に含まれる複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、複数の車線のうち少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する、ことを車両に搭載されたプロセッサに実行させる。
本発明にかかる車線優先度設定装置によれば、運転者に違和感を生じさせないように車線の優先度を設定することができる。
車線優先度設定装置が実装される車両の概略構成図である。 ＥＣＵのハードウェア模式図である。 ＥＣＵが有するプロセッサの機能ブロック図である。 車線優先度設定の第１の例を説明する図である。 車線優先度設定の第２の例を説明する図である。 車線優先度設定処理のフローチャートである。
以下、図面を参照して、運転者に違和感を生じさせないように車線の優先度を設定することができる車線優先度設定装置について詳細に説明する。車線優先度設定装置は、車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両が進むことのできる複数の車線を検出する。そして、車線優先度設定装置は、複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線が道路に含まれる複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、複数の車線のうち少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する。
図１は、車線優先度設定装置が実装される車両の概略構成図である。
車両１は、カメラ２と、ＧＮＳＳ受信機３と、ストレージ装置４と、ＥＣＵ５とを有する。カメラ２、ＧＮＳＳ受信機３およびストレージ装置４と、ＥＣＵ５とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。
カメラ２は、車両近傍の状況を検出するためのセンサの一例である。カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳなど、赤外光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上の撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。カメラ２は、例えば車室内の前方上部に、前方を向けて配置され、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとにフロントガラスを介して車両１の周辺の状況を撮影し、周辺の状況に対応した画像を出力する。
ＧＮＳＳ受信機３は、所定の周期ごとにＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号を受信し、受信したＧＮＳＳ信号に基づいて車両１の自己位置を測位する。ＧＮＳＳ受信機３は、所定の周期ごとに、ＧＮＳＳ信号に基づく車両１の自己位置の測位結果を表す測位信号を、車内ネットワークを介してＥＣＵ５へ出力する。
ストレージ装置４は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置４は、高精度地図を記憶する。高精度地図には、例えば、その高精度地図に表される所定の領域に含まれる各道路についての車線区画線を表す情報が含まれる。
ＥＣＵ５は、通信インタフェースと、メモリと、プロセッサとを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。ＥＣＵ５は、車線優先度設定装置の一例であり、通信インタフェースを介してカメラ２から受信する画像に基づいて車両１の前方の複数の車線を検出し、複数の車線のそれぞれの優先度を設定する。
図２は、ＥＣＵ５のハードウェア模式図である。ＥＣＵ５は、通信インタフェース５１と、メモリ５２と、プロセッサ５３とを備える。
通信インタフェース５１は、通信部の一例であり、ＥＣＵ５を車内ネットワークへ接続するための通信インタフェース回路を有する。通信インタフェース５１は、受信したデータをプロセッサ５３に供給する。また、通信インタフェース５１は、プロセッサ５３から供給されたデータを外部に出力する。
メモリ５２は、記憶部の一例であり、揮発性の半導体メモリおよび不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ５２は、プロセッサ５３による処理に用いられる各種データ、例えばカメラ２が生成する画像から車線区画線を検出するためのニューラルネットワークを設定するパラメータ等を保存する。また、メモリ５２は、各種アプリケーションプログラム、例えば車線優先度設定処理を実行する車線優先度設定プログラム等を保存する。
プロセッサ５３は、制御部の一例であり、１以上のプロセッサおよびその周辺回路を有する。プロセッサ５３は、論理演算ユニット、数値演算ユニット、またはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。
図３は、ＥＣＵ５が有するプロセッサ５３の機能ブロック図である。
ＥＣＵ５のプロセッサ５３は、機能ブロックとして、検出部５３１と、設定部５３２と、走行制御部５３３とを有する。プロセッサ５３が有するこれらの各部は、プロセッサ５３上で実行されるコンピュータプログラムによって実装される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ５３が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、またはファームウェアとしてＥＣＵ５に実装されてもよい。
検出部５３１は、通信インタフェースを介してカメラ２から受信する画像を、車線区画線を検出するように予め学習された識別器に入力することにより、車両１の前方の車線区画線を検出する。車線区画線は、道路上で車線を区分するために表示される車線区画線である。
識別器は、例えば、入力側から出力側に向けて直列に接続された複数の畳み込み層を有する畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）とすることができる。予め車線区画線を含む画像を教師データとして用いてＣＮＮに入力し、学習を行うことにより、ＣＮＮは車線区画線を含む画像を検出する識別器として動作する。
検出部５３１は、受信した画像から検出された車線区画線に基づいて、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる複数の車線を検出する。例えば、車両１の現在位置より前方に３本の車線区画線が検出され、車両１の現在位置から３本の車線区画線により区画される車両１の前方の２つの車線のそれぞれに向かう走行経路を、車線区画線をまたぐことなく作成可能であるとする。この場合、検出部５３１は、車両１の前方の２つの車線のそれぞれを、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる車線として検出する。
検出部５３１は、ストレージ装置４に記憶された高精度地図に基づいて、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる複数の車線を検出してもよい。例えば、検出部５３１は、ＧＮＳＳ受信機３から測位信号を受信する。検出部５３１は、測位信号に対応する地点の高精度地図をストレージ装置４から取得する。そして、検出部５３１は、高精度地図における車線区画線の情報に基づいて、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる複数の車線を検出する。
設定部５３２は、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる車線として検出された複数の車線のそれぞれが、同一の道路に含まれるか否かを判定する。本開示において複数の車線が「同一の道路に含まれる」とは、複数の車線のそれぞれが、一の道路を区画することにより定められる複数の車線のいずれかに該当することをいう。例えば、複数の車線のうち一の車線が、現在走行している車線が含まれる道路から分岐して異なる地点に向かう別の道路に含まれる場合、複数の車線のうちの一の車線と他の車線とは同一の道路に含まれていない。
また、設定部５３２は、複数の車線が同一の道路に含まれる場合において、複数の車線のそれぞれが、道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接しているか否かを判定する。
そして、設定部５３２は、複数の車線のうち道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接する少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定し、メモリ５２に記憶させる。
図４は、車線優先度設定の第１の例を説明する図である。
図４は、車線区画線ＬＬ１１１およびＬＬ１１２により区画された車線Ｌ１１１と、車線区画線ＬＬ１１２およびＬＬ１１３により区画された車線Ｌ１１２とを含む道路Ｒ１において、車両１が車線Ｌ１１１を走行している状態を示している。
検出部５３１は、車両１の前方に、車線区画線ＬＬ１１１およびＬＬ１２１により区画された車線Ｌ１２１と、車線区画線ＬＬ１２１およびＬＬ１１２により区画された車線Ｌ１２２とを検出する。
車両１の現在位置から車線Ｌ１２１に向かう経路Ｐ１１、および、車両１の現在位置から車線Ｌ１２２に向かう経路Ｐ１２は、車線区画線をまたがない。したがって、検出部５３１は、車線Ｌ１２１およびＬ１２２を、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる複数の車線として検出する。
図４の例において、複数の車線Ｌ１２１およびＬ１２２は、同一の道路Ｒ１に含まれている。また、車線Ｌ１１２は、道路Ｒ１に含まれる、複数の車線以外の車線に該当する。したがって、設定部５３２は、車線Ｌ１１２に隣接する車線Ｌ１２２の優先度を、車線Ｌ１１２に隣接しない車線Ｌ１２１の優先度よりも高く設定する。
設定部５３２は、複数の車線のそれぞれの優先度を、少なくとも１つの車線に近い車線の優先度ほど高くなるように設定してもよい。例えば、車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両が進むことのできる車線が３つ検出され、３つの車線のうち右端の車線のさらに右側に車線区画線を介して他の車線が隣接しているとする。この場合、設定部５３２は、３つの車線のうち他の車線に最も近い右端の車線の優先度を最も高く、他の車線に最も遠い左端の車線の優先度を最も低く、中央の車線の優先度を右端の車線の優先度と左端の車線の優先度との間となるように設定する。
また、設定部５３２は、複数の車線のうち、車両が走行している車線から進むときの走行経路の屈曲が小さい方の車線の優先度を、屈曲が大きい方の車線の優先度よりも高く設定する。
図５は、車線優先度設定の第２の例を説明する図である。
図５は、車線区画線ＬＬ２１１およびＬＬ２１２により区画された車線Ｌ２１１を含む道路Ｒ２において、車両１が車線Ｌ２１２を走行している状態を示している。
検出部５３１は、車両１の前方に、車線区画線ＬＬ２１１およびＬＬ２２１により区画された車線Ｌ２２１と、車線区画線ＬＬ２２１およびＬＬ２１２により区画された車線Ｌ２２２とを検出する。
車両１の現在位置から車線Ｌ２２１に向かう経路Ｐ２１、および、車両１の現在位置から車線Ｌ２２２に向かう経路Ｐ２２は、車線区画線をまたがない。したがって、検出部５３１は、車線Ｌ２２１およびＬ２２２を、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐことなく車両１が進むことのできる複数の車線として検出する。
図５の例において、複数の車線Ｌ２２１およびＬ２２２は、同一の道路Ｒ２に含まれている。道路Ｒ２は、複数の車線以外の車線を含んでいない。一方、車線Ｌ２２１に進むときの経路Ｐ２１の屈曲は角度αであり、車線Ｌ２２２に進むときの経路Ｐ２２は屈曲していない。このとき、設定部５３２は、走行経路の屈曲がより小さい車線Ｌ２２２の優先度を、走行経路の屈曲がより大きい車線Ｌ２２１の優先度よりも高く設定する。
走行制御部５３３は、複数の車線のうち優先度が最も高く設定された車線を走行するように、通信インタフェース５１を介して車両１の走行機構（不図示）に制御信号を出力する。走行機構には、例えば車両１に動力を供給するエンジン、車両１の走行速度を減少させるブレーキ、および車両１を操舵するステアリング機構が含まれる。
走行制御部５３３は、複数の車線から、現在位置から目的地に至る経路に含まれる車線を特定し、特定された車線のうち優先度が最も高く設定された車線を走行するように、走行機構に制御信号を出力してもよい。
図７は、車線優先度設定処理のフローチャートである。ＥＣＵ５は、車両１が走行する間、処理を所定の時間間隔（例えば1/10秒間隔）で繰り返し実行する。
まず、ＥＣＵ５の検出部５３１は、車両１が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく車両１が進むことのできる複数の車線を検出する（ステップＳ１）。
次に、ＥＣＵ５の設定部５３２は、複数の車線が同一の道路に含まれるか否かを判定し（ステップＳ２）、複数の車線が同一の道路に含まれないと判定された場合（ステップＳ２：Ｎ）、車線優先度設定処理を終了する。
複数の車線が同一の道路に含まれると判定された場合（ステップＳ２：Ｙ）、設定部５３２は、複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接するか否かを判定する（ステップＳ３）。
複数の車線のうち少なくとも１つが道路に含まれる複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接すると判定された場合（ステップＳ３：Ｙ）、設定部５３２は、複数の車線のうち少なくとも１つの車線の優先度を、複数の車線のうち少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定し（ステップＳ４）、車線優先度設定処理を終了する。
複数の車線のいずれも道路に含まれる複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しないと判定された場合（ステップＳ３：Ｎ）、設定部５３２は、複数の車線のうち、車両が走行している車線から進むときの走行経路の屈曲が小さい方の車線の優先度を、屈曲が大きい方の車線の優先度よりも高く設定し（ステップＳ５）、車線優先度設定処理を終了する。
このように車線優先度設定処理を実行することにより、ＥＣＵ５は、運転者に違和感を生じさせないように車線の優先度を設定することができる。
ＥＣＵ５のプロセッサ５３の各部の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。
当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
１ 車両
５ ＥＣＵ
５３１ 検出部
５３２ 設定部
５３３ 走行制御部

Claims (6)

  1. 車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく前記車両が進むことのできる複数の車線を検出する検出部と、
    前記複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、前記複数の車線のうち少なくとも１つが前記道路に含まれる前記複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線以外の車線が前記道路に含まれる前記複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線の優先度を、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する設定部と、
    を備える車線優先度設定装置。
  2. 前記設定部は、前記複数の車線のそれぞれの優先度を、前記少なくとも１つの車線に近い車線の優先度ほど高くなるように設定する、請求項１に記載の車線優先度設定装置。
  3. 前記設定部は、前記複数の車線のうち、前記車両が走行している車線から進むときの走行経路の屈曲が小さい方の車線の優先度を、屈曲が大きい方の車線の優先度よりも高く設定する、請求項１または２に記載の車線優先度設定装置。
  4. 前記複数の車線のうち優先度が最も高く設定された車線を走行するように制御する走行制御部をさらに備える、請求項１－３のいずれか一項に記載の車線優先度設定装置。
  5. 車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく前記車両が進むことのできる複数の車線を検出し、
    前記複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、前記複数の車線のうち少なくとも１つが前記道路に含まれる前記複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線以外の車線が前記道路に含まれる前記複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線の優先度を、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する、
    ことを含む車線優先度設定方法。
  6. 車両が走行している車線から車線区画線をまたぐごとなく前記車両が進むことのできる複数の車線を検出し、
    前記複数の車線が同一の道路に含まれ、かつ、前記複数の車線のうち少なくとも１つが前記道路に含まれる前記複数の車線以外のいずれかの車線と車線区画線を介して隣接し、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線以外の車線が前記道路に含まれる前記複数の車線以外のいずれの車線とも車線区画線を介して隣接しない場合、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線の優先度を、前記複数の車線のうち前記少なくとも１つの車線以外の車線の優先度よりも高く設定する、
    ことを前記車両に搭載されたプロセッサに実行させる車線優先度設定用コンピュータプログラム。
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