JP2019513218A - 自律走行車のアンダーステアリングを解決するための自動的ステアリング制御の基準適用 - Google Patents

Abstract

【解決手段】一実施形態においては、自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２方向に回転させる要求を受信する。要求に応答して、ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量が決定される。複数のセグメント質量は、ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する。ＡＤＶ全体の質量中心の位置は、ＡＤＶのセグメントのセグメント質量に基づいて計算され、質量中心はＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す。ステアリング制御コマンドは、ＡＤＶのステアリング制御のために、ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいている。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、一般的に、自律走行車を運行させることに関する。特に、本発明の実施形態は、アンダーステアリングを低減させるための自律走行車のステアリング（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）制御に関する。

自律走行モード（例えば、運転者なしに）で動作している車両において、搭乗者、特に運転者は、運転に関連する担当事項の一部から軽減されることができる。自律走行モードで動作する際、車両はオンボードセンサを用いて様々な位置へナビゲートすることができ、その結果、最小限の人間とのインタラクションで、又は、一部の場合、乗客なしに車両の移動が可能となる。

動き（ｍｏｔｉｏｎ）計画及び制御は、自律走行で重要な動作であり、自律走行車（ＡＤＶ）の速度制御とステアリング制御とを含む。従来のＡＤＶのステアリング制御において、後車軸（ｒｅａｒ ａｘｌｅ）は、ステアリングの制御基準として利用される。一般的に、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサまたは受信機は、後車軸付近に位置し、後車軸は、ＡＤＶの位置とみなされる。速度制御コマンドまたはステアリング制御コマンドのような制御コマンドは、後車軸を制御基準として決定される。

しかし、ＡＤＶのステアリング制御において、図１Ａに示すように、後車軸を制御基準として使用することは、回転を開始するとき、アンダーステアリング（ｕｎｄｅｒｓｔｅｅｒｉｎｇ）を生じさせる可能性がある。車両の制御システムは、特に、車両のステアリングを制御する過程において、後方車軸上の制御基準を計画されたルートと常に合わせようとする。図１Ａに示すように、後車軸に基づくステアリング制御のために、車両の前方部分は、計画されたステアリングルートから離脱され、アンダーステアリングされる。車両の前方部分の回転は、遅延される可能性があり、車両は、後でこれらのアンダーステアリングを過補正する可能性がある。その結果、前方の乗客は不快感を感じる可能性がある。

本発明の実施形態は、自律走行車を運行させるためのコンピュータ実施方法、非一時的機械可読媒体、およびデータ処理システムを提供する。

本発明の一実施形態においては、自律走行車を運行させるためのコンピュータ実施方法において、前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信するステップと、前記ＡＤＶの複数のセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）の複数のセグメント質量を決定するステップであって、前記セグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ステップと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算するステップであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ステップと、前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成するステップとを含む。

本発明の他の実施形態においては、コマンドを記憶し、前記コマンドがプロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに動作を実行させる、非一時的機械可読媒体であって、前記動作は、前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信することと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することであって、前記セグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ことと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算することであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ことと、前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成することとを含む。

本発明の他の実施形態において、プロセッサと、前記プロセッサに接続されてコマンドを記憶するメモリとを含み、前記コマンドが前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに動作を実行させる、データ処理システムにおいて、前記動作は、前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信することと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することであって、前記セグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ことと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算することであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ことと、前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成することを含む。

本発明の実施形態は、同様の参照番号で同様の要素を示す添付の図面において、例示として説明され、これに限定されない。

自律走行車の従来のステアリング制御を示している。

本発明の一実施形態に係る自律走行車のステアリング制御を示している。

本発明の一実施形態に係るネットワークシステムを示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る自律走行車の例示を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る自律走行車とともに使用される感知及び計画システムの例示を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る制御モジュールの例示を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る自律走行車のブロック図である。

本発明の一実施形態に係る車両質量及び質量中心に基づいてコントローラのゲイン（ｇａｉｎ）を更新する処理フローチャートである。

本発明の一実施形態に係る自律走行車を運行させるプロセスを示すフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る自律走行車を運行させるプロセスを示すフローチャートである。

一実施形態に係るデータ処理システムを示すブロック図である。

以下、検討した詳細を参照して本発明の様々な実施形態及び態様を説明し、添付の図面は、前記様々な実施形態を示す。以下の説明及び図面は、本発明の例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の様々な実施形態の完全な理解を提供するために、多くの詳細が記載されている。しかしながら、場合によって、本発明の実施形態の説明の簡潔さから、周知又は従来の詳細は記載されていない。

本明細書において、「一実施形態」又は「実施形態」とは、当該実施形態に説明した特定の特徴、構造、又は特性を本発明の少なくとも１つの実施形態に含めることができることを意味する。本明細書を通じて使用される「一実施形態では」という語句は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すとは限らない。

一部の実施形態によると、ＡＤＶのステアリングを制御するとき、ＡＤＶの車両質量が決定され、ＡＤＶ全体の車両質量の位置が決定される。車両質量の位置は、図１Ｂに示すように、ステアリングのための制御基準（例えば、基準点（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ）および／またはフィードバックポイント（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｐｏｉｎｔ））として利用される。本実施形態では、車両質量の中心は、車両の中心付近に配置され、小さな円形で表示される。ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドは、制御基準（ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）としての車両質量の位置に基づいて生成される。ＡＤＶの車両質量およびその位置は、様々な要素や状況により、時々変化する可能性がある。例えば、車両質量とその位置（質量中心（ｍａｓｓ ｃｅｎｔｅｒ）または質量の中心（ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｓｓ）とも呼ばれる）は、車両の荷重（例えば、乗客数、荷物の積載／非積載）と荷重の分配（例えば、車両内の乗客や積載物の位置）に基づいて変化されることができる。ステアリングの決定を下す時点での車両質量と質量中心を動的に決定することにより、適切なステアリングコマンドおよび／または速度制御コマンドが生成し発行され、回転している間、乗客の不快感やアンダーステアリングの量を減少させることができる。

一実施形態においては、ＡＤＶを第１の方向から第２の方向に回転させる要求に応答して、ＡＤＶの複数のセグメントに対応する複数のセグメント質量（またローカル質量とも呼ばれる）が決定される。車両セグメントは、予め定義してもよい。セグメント質量は、ＡＤＶ内の所定の位置に位置する。例えば、ＡＤＶは、ＡＤＶの４つの車輪のそれぞれについて、一つずつ４つのセグメントに分割することができる。車両セグメントのそれぞれの質量中心（セグメント質量中心とも呼ばれる）は、例えば、対応する車輪付近の車軸上に予め設定された位置に基づいて予め決定される。ＡＤＶ全体の質量中心の位置は、ＡＤＶのセグメントのセグメント質量と、対応するセグメント質量中心とに基づいて計算される。質量中心は、ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す。ＡＤＶのステアリング制御のために、ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリングコマンドおよび／または速度制御コマンドが生成される。また、速度コントローラ、および／またはステアリングコントローラのような特定のコントローラのゲイン（ｇａｉｎ）または係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）は、計算された車両質量と車両質量の位置に基づいて更新されることができる。

一実施形態においては、ＡＤＶの各セグメントについて、セグメント力（ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）は、経度セグメント力（ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）と緯度セグメント力（ｌａｔｉｔｕｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）を含み、セグメント質量とセグメント質量中心とに基づいて計算される。ＡＤＶの質量中心の経度座標は、経度セグメント力とセグメントのセグメント質量に基づいて計算される。一実施形態においては、ＡＤＶの質量中心の経度座標は、緯度セグメント力の合計とすべての車両セグメントのセグメント質量の合計に基づいて決定される。特定の実施形態では、ＡＤＶの質量中心の経度座標は、緯度セグメント力の合計をすべてのセグメントのセグメント質量の合計で割って決定される。同様に、ＡＤＶの質量中心の緯度座標は、緯度セグメント力とセグメントのセグメント質量に基づいて計算される。一実施形態においては、ＡＤＶの質量中心の緯度座標は、緯度セグメント力の合計と車両セグメントのセグメント質量の合計に基づいて決定される。特定の実施形態では、ＡＤＶの質量中心の緯度座標は、緯度セグメント力の合計をすべてのセグメントのセグメント質量の合計で割って決定される。

図２Ａは本発明に係る一実施形態に係る自律走行車のネットワーク配置を示すブロック図である。図２Ａを参照して、ネットワーク配置１００は、ネットワーク１０２によって１つ以上のサーバ１０３〜１０４に通信可能に接続することができる自律走行車１０１を含む。１つの自律走行車を示すが、ネットワーク１０２によって、複数の自律走行車は互いに接続され、及び／又はサーバ１０３〜１０４に接続されることができる。ネットワーク１０２は、任意のタイプのネットワーク、例えば有線又は無線のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、例えばインターネットのようなの広域ネットワーク（ＷＡＮ）、セルラーネットワーク、衛星ネットワーク又はその組み合わせであってもよい。サーバ１０３〜１０４は、任意のタイプのサーバ又はサーバクラスタ、例えばＷｅｂサーバ又はクラウドサーバ、アプリケーションサーバ、バックエンドサーバ又はその組み合わせであってもよい。サーバ１０３〜１０４は、データ分析サーバ、内容サーバ、交通情報サーバ、地図（マップ）及び興味のあるポイント（ＭＰＯＩ）サーバ又は位置サーバ等であってもよい。

自律走行車とは、運転者からの入力が非常に少ない又はない場合に案内する自律走行モードに設置される車両である。自律走行車は、車両が走行している環境にかかる情報を検出するように配置される１つまたは複数のセンサを含むセンサシステムを備える。車両及びその関連しているコントローラが、検出された情報で環境を案内する。自律走行車１０１が手動モード、完全自律走行モードまたは部分自律走行モードで運転されることができる。

一実施形態において、自律走行車１０１は、感知及び計画システム１１０と、車両制御システム１１１と、無線通信システム１１２と、ユーザインターフェースシステム１１３と、インフォテイメントシステム１１４と、センサシステム１１５とを含むが、これらに限定されない。自律走行車１０１は、通常の車両に含まれるある一般的な構成要素（部材）、例えばエンジン、車輪、ハンドル、変速器等をさらに含んでもよく、前記構成要素は、車両制御システム１１１及び／又は感知及び計画システム１１０により多種の通信信号及び／又はコマンド（例えば、加速信号又はコマンド、減速信号又はコマンド、ステアリング信号又はコマンド、ブレーキ信号又はコマンド等）を使用して制御されることができる。

構成要素１１０〜１１５は、インターコネクト、バス、ネットワーク又はそれらの組み合わせを介して互いに通信可能に接続することができる。例えば、構成要素１１０〜１１５は、コントローラローカルエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスを介して互いに通信可能に接続することができる。ＣＡＮバスは、マイクロコントローラ及び装置がホストコンピューターのない応用において互いに通信することを許可するような車両バス標準として設計される。それは、最初に自動車内における複数の電線のために設計されたメッセージに基づくプロトコルであるが、他のたくさんの環境（状況）にも用いられる。

図２Ｂを参照すると、一実施形態において、センサシステム１１５は、１つ以上のカメラ２１１と、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット２１２と、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）２１３と、レーダーユニット２１４と、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）ユニット２１５とを含むが、これらに限定されない。ＧＰＳシステム２１２は、送受信機を含んでもよく、前記送受信機は、自律走行車の位置に関する情報を提供するように操作されることができる。ＩＭＵユニット２１３は、慣性加速度に基づいて自律走行車の位置及び方向変化を感知することができる。レーダーユニット２１４は、無線信号を利用して自律走行車のローカル環境内の対象を感知するシステムを示すことができる。いくつかの実施形態において、対象を感知する以外、レーダーユニット２１４は、さらに対象の速度及び／又は走行方向を感知することができる。ＬＩＤＡＲユニット２１５は、レーザを使用して自律走行車の位置する環境における対象を感知することができる。その他のシステム構成要素以外、ＬＩＤＡＲユニット２１５は、１つ以上のレーザ光源、レーザースキャナ及び１つ以上の検出器をさらに含んでもよい。カメラ２１１は、自律走行車の周辺環境の画像をキャプチャするための１つ以上の装置を含んでもよい。カメラ２１１は、スチルカメラ及び／又はビデオカメラであってもよい。カメラは、例えば回転及び／又は傾斜のプラットフォームに取り付けられる、機械的に移動可能なものであってもよい。

センサシステム１１５は、その他のセンサ、例えばソナーセンサ、赤外線センサ、ステアリングセンサ、スロットルセンサ、ブレーキセンサ、及びオーディオセンサ（例えばマイクロフォン）をさらに含んでもよい。オーディオセンサは、自律走行車周辺の環境から音をキャプチャするように配置されてもよい。ステアリングセンサは、ハンドル、車両の車輪又はその組み合わせのステアリング角を感知するように配置されることができる。スロットルセンサ及びブレーキセンサは、それぞれ車両のスロットル位置及びブレーキ位置を感知する。いくつかの場合、スロットルセンサ及びブレーキセンサは、集積型スロットル／ブレーキセンサに一体化されてもよい。

一実施形態においては、センサシステム１１５は、複数のタイヤ圧力センサ２１６と１つ以上のサスペンションセンサ２１７をさらに含む。タイヤ圧力センサ２１６のそれぞれは、車両の車輪のいずれかのタイヤの圧力を検出及び測定するように構成されている。車輪のタイヤ圧力は、車輪に加えられた荷重を比例的に示す。それぞれのサスペンションセンサ２１７は、車軸に関連するサスペンションスプリングのサスペンション圧力の量を検出し測定するように構成されている。サスペンションセンサから得られたサスペンションデータは、サスペンションスプリングに加えられた荷重からの下向きの圧力を示す。得られたサスペンション圧力の量は、車軸に加えられた荷重の量を比例的に示す。

一実施形態において、車両制御システム１１１は、ステアリングユニット２０１と、スロットルユニット２０２（加速ユニットとも呼ばれる）と、ブレーキユニット２０３とを含むが、これらに限定されない。ステアリングユニット２０１は、車両の方向又は走行方向を調整することに用いられる。スロットルユニット２０２は、モーター又はエンジンの速度を制御して、さらに車両の速度及び加速度を制御することに用いられる。ブレーキユニット２０３は、摩擦を提供することによって車両の車輪又はタイヤをスローダウンして車両を減速させることに用いられる。注意すべきなのは、図２に示すような構成要素はハードウェア、ソフトウェア又はその組み合わせで実現されることができる

図２Ａを再び参照すると、無線通信システム１１２は、自律走行車１０１と、例えば装置、センサ、その他の車両等の外部システムとの間の通信を可能にする。例えば、無線通信システム１１２は、１つ以上の装置に直接に又は通信ネットワークを介して無線通信し、例えばネットワーク１０２によってサーバ１０３〜１０４に通信できる。無線通信システム１１２は、任意のセルラー通信ネットワーク又は無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）（例えばＷｉＦｉ（登録商標））を使用して他の構成要素やシステムに通信できる。無線通信システム１１２は、例えば赤外線リンク、ブルートゥース（登録商標）等を使用して装置（例えば、乗客の移動装置、車両１０１内のディスプレイデバイス、スピーカー）に直接に通信できる。ユーザインターフェースシステム１１３は、車両１０１内で実行される周辺装置の一部であってもよく、例えばキーワード、タッチスクリーンディスプレイ装置、マイクロフォン、及びスピーカー等を含む。

自律走行車１０１の一部又は全ての機能は、特に自律走行モードで動作する場合、感知及び計画システム１１０により制御されたり管理されたりすることができる。感知及び計画システム１１０は、必要なハードウェア（例えば、プロセッサ、メモリ、記憶装置）、及びソフトウェア（例えば、オペレーティングシステム、計画及びルーティングプログラム）を含み、センサシステム１１５、車両制御システム１１１、無線通信システム１１２、及び／又はユーザインターフェースシステム１１３から情報を受信し、受信された情報を処理し、出発地から目的地までのルートや経路を計画し、そして計画及び制御情報に基づいて車両１０１を走行させる。あるいは、感知及び計画システム１１０と車両制御システム１１１とは一体化されてもよい。

例えば、乗客であるユーザは、例えばユーザインターフェースによって行程の出発位置及び目的位置を指定することができる。感知及び計画システム１１０は、行程関連データを取得する。例えば、感知及び計画システム１１０は、ＭＰＯＩサーバから位置及び経路情報を取得することができ、前記ＭＰＯＩサーバは、サーバ１０３〜１０４の一部であってもよい。位置サーバは、位置サービスを提供し、かつＭＰＯＩサーバは、マップサービス及びある位置のＰＯＩを提供する。あるいは、このような位置及びＭＰＯＩ情報は、感知及び計画システム１１０の永続記憶装置にローカルでキャッシュされることができる。

自律走行車１０１が経路に沿って走行する期間に、感知及び計画システム１１０は、さらに交通情報システムやサーバ（ＴＩＳ）からリアルタイム交通情報を取得できる。注意すべきなのは、サーバ１０３〜１０４は、第三者のエンティティにより動作されることができる。あるいは、サーバ１０３〜１０４の機能は、感知及び計画システム１１０と一体化されてもよい。リアルタイム交通情報、ＭＰＯＩ情報、位置情報、及びセンサシステム１１５が検出又は感知したリアルタイムなローカル環境データ（例えば、障害物、対象、付近車両）に基づいて、感知及び計画システム１１０は、指定された目的地に安全で効果的に到達するように、最適な経路を計画し、かつ計画した経路により、例えば車両制御システム１１１を介して車両１０１を走行させることができる。

サーバ１０３は、様々のクライアントにデータ分析サービスを提供するデータ分析システムであっても良い。一つの実施形態において、データ分析システム１０３は、データ収集部１２１と、機器学習エンジン１２２とを含む。データ収集部１２１は、様々の車両（自律走行車又は人間運転者による一般車両）からの運転統計情報１２３を収集する。運転統計情報１２３は、異なる時点で発行された運転コマンド（例えば、スロットル、ブレーキ及びステアリングコマンド）及び車両のセンサにより取得された車両のレスポンス（例えば、速度、加速度、減速度、方向）を含む。運転統計情報１２３は、異なる時点での運転環境情報、例えば、経路（出発地及び目的地の位置）、ＭＰＯＩ、道路状態、天気状態等を更に含む。

走行統計データ１２３に基づいて、機器学習エンジン１２２は、様々な目的のために、規則、アルゴリズム、および／または予測モデル１２４のセットを実行したり、訓練したりする。例えば、アルゴリズム１２４は、ＡＤＶのセグメントのセグメント質量を決定するアルゴリズムを含んでもよい。アルゴリズム１２４は、車両セグメントのセグメント質量のセグメント力を決定するアルゴリズムをさらに含んでもよい。アルゴリズム１２４は、ＡＤＶ全体の車両質量とＡＤＶ全体の質量中心を決定するアルゴリズムをさらに含んでもよい。

図３は、本発明の一実施形態に係る自律走行車とともに使用される感知及び計画システムの例示を示すブロック図である。システム３００は、図２Ａの自律走行車１０１の一部として実現することができ、感知および計画システム１１０、制御システム１１１と、センサシステム１１５を含むが、これらに限定されない。図３を参照すると、感知及び計画システム１１０は、位置決めモジュール３０１（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ）、感知モジュール３０２、決定モジュール３０３、計画モジュール３０４と制御モジュール３０５を含むが、これに限定されない。

モジュール３０１−３０５の一部または全部は、ソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせで実現されてもよい。例えば、これらのモジュールは、永続記憶装置３５２にインストールされ、メモリ３５１にロードされ、１つまたは複数のプロセッサ（図示せず）によって実行されてもよい。注意すべきなのは、これらのモジュールの一部または全部は、図２の車両制御システム１１１における一部またはすべてのモジュールと通信可能に接続または一体化されてもよい。モジュール３０１−３０５の一部は、集積モジュールとして一体化されてもよい。

位置決めモジュール３０１は、（例えば、ＧＰＳユニット２１２を利用して）自律走行車３００の現在位置を決定し、ユーザの行程や経路に関連する任意のデータを管理する。位置決めモジュール３０１（マップ及び経路モジュールとも呼ばれる）は、ユーザの行程や経路に関連する任意のデータを管理する。ユーザは、例えば、ユーザインターフェースを介してログインして行程の出発位置と目的地を指定することができる。位置決めモジュール３０１は、マップ及び経路情報３１１のような自律走行車３００の他の構成要素と通信して行程関連データを取得する。例えば、位置決めモジュール３０１は、位置サーバ、およびマップとＰＯＩ（ＭＰＯＩ）サーバから位置と経路情報を取得することができる。位置サーバは、位置サービスを提供し、ＭＰＯＩサーバは、マップサービスと、マップ及び経路情報３１１との一部としてキャッシュすることができる特定位置のＰＯＩとを提供する。自律走行車３００が経路に沿って移動する間に、位置決め（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）モジュール３０１は、交通情報システム、またはサーバからリアルタイムの交通情報も取得することができる。

センサシステム１１５により提供されたセンサデータ、及び位置決めモジュール３０１により得られた位置決め情報に基づいて、感知モジュール３０２は周辺環境に対する感知（ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ）を決定する。感知情報は、普通の運転者が運転している車両周辺から感知したものを示すことができる。感知情報は、例えば対象の形式で現される車線配置（例えば、直線又はカーブ）、トラフィック信号、他の車両の相対位置、歩行者、建物、横断歩道又はその他の交通関連標識（例えば、停止標識、譲歩標識）などを含んでもよい。

感知モジュール３０２は、自律走行車の環境で対象および／または特徴を識別するように、１つ以上のカメラによって捕獲された画像を処理及び分析するためのコンピュータビジョンシステム、またはコンピュータビジョンシステムの機能を含んでもよい。対象は、交通信号、道路境界、他の車両、歩行者、および／または障害物などを含むことができる。コンピュータビジョンシステムは、対象認識アルゴリズム、ビデオ追跡、および他のコンピュータビジョン技術を使用することができる。一部の実施形態では、コンピュータビジョンシステムは、環境をマッピングし、対象を追跡し、対象の速度推定などを行うことができる。感知モジュール３０２は、レーダーおよび／またはＬＩＤＡＲのような他のセンサによって提供される他のセンサのデータに基づいて対象を検出することもできる。

それぞれの対象に対して、決定モジュール３０３は、対象を処理する方法に関する決定をする。例えば、特定の対象（例えば、交差ルートにある他の車）とその対象を記述するメタデータ（例えば、速度、方向、転回角度）に対して、決定モジュール３０３は、対象をどのように対処（例えば、追い越し、譲歩、停止、通過）するかを決定する。決定モジュール３０３は、永続記憶装置３５２に記憶できる交通規則や走行規則３１２のような規則セットに基づいて、これらの決定をすることができる。

感知された対象のそれぞれについての決定に基づいて、計画モジュール３０４は、自律走行車に対する経路またはルートだけでなく、走行パラメータ（例えば、距離、速度、および／または転回角度）も計画する。つまり、与えられた対象について、決定モジュール３０３は、対象の処理を決定し、計画モジュール３０４は、それをどのように行うかを決定する。例えば、与えられた対象について、決定モジュール３０３は、対象を通過すると決定する一方で、計画モジュール３０４は、対象の左側または右側から通過するかを決定することができる。計画及び制御データは、計画モジュール３０４によって生成され、車両３００が次の移動サイクル（例えば次のルート／経路セグメント）でどのように動くかを記述する情報を含む。例えば、計画および制御データは、車両３００が時速３０マイル（ｍｐｈ）の速度で１０ｍ移動し、２５ｍｐｈの速度で右側車線に変更するように指示することができる。

計画及び制御データに基づいて、制御モジュール３０５は、計画及び制御データによって定義されたルートまたは経路に沿って、車両制御システム１１１に適切なコマンドまたは信号を送信することにより、自律走行車を制御し走行させる。計画及び制御データには、経路またはルート上の異なる時点において、適切な車両設定または走行パラメータ（例えば、スロットル、ブレーキ、およびステアリングコマンド）を使用して、ルートまたは経路の第１の地点から第２の地点まで車両を走行させる十分な情報が含まれている。

注意すべきなのは、決定モジュール３０３と計画モジュール３０４は、１つの集積モジュールとして一体化されてもよい。決定モジュール３０３／計画モジュール３０４は、自律走行車の走行ルートを決定するためのナビゲーションシステムまたはナビゲーションシステムの機能を含んでもよい。ナビゲーションシステムは、一連の速度と進行方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｅａｄｉｎｇ）を決定して、感知された障害物を実質的に避ける経路に沿って自律走行車の移動を行いながら、大体的に最終的な目的地に至る道によるルートに沿って、自律走行車を走行させることができる。目的地は、ユーザインターフェースシステム１１３を介するユーザ入力に応じて設定されることができる。ナビゲーションシステムは、自律走行車が動作されている間に、走行経路を動的に更新することができる。ナビゲーションシステムは、自律走行車の走行経路を決定するために、ＧＰＳシステムおよび１つまたは複数のマップからのデータを統合することができる。

決定モジュール３０３／計画モジュール３０４は、自律走行車の環境における潜在的な障害物を識別、評価、回避したり、その他の方式で迂回するための衝突回避システムまたは衝突回避システムの機能をさらに含むことができる。例えば、衝突回避システムは、方向転換操作、転回操作、ブレーキ操作などを行うために、制御システム１１１の１つまたは複数のサブシステムを操作して、自律走行車のナビゲーションの変化を実行することができる。衝突回避システムは、周辺の交通パターン、道路状況等に基づいて、実現可能な障害物回避操作を自動的に決定することができる。衝突回避システムは、自律走行車が方向転換して進入する隣接領域で、他のセンサシステムにより車両、建物の障害物などが検出されたときに、方向転換操作を行わないように構成することができる。衝突回避システムは、使用可能であり、自律走行車の乗員の安全を最大限にする操作を自動的に選択することができる。衝突回避システムは、自律走行車の乗客室において最低限の加速を引き起こすと予想される回避操作を選択することができる。

図４は、本発明の一実施形態に係る制御モジュールの例示を示すブロック図である。図４を参照すると、制御モジュール３０５は、速度制御モジュール４０１、ステアリング制御モジュール４０２、質量計算機または計算モジュール４０３、質量中心計算機または計算モジュール４０４、およびコントローラゲイン更新器（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｇａｉｎ ｕｐｄａｔｅｒ）４０５を含むが、これらに限定されない。速度制御モジュール４０１は、計画モジュール３０４から受信された目標速度に応答して、車両の速度制御コマンドを生成して車両に発行するように構成されている。速度制御コマンドは、スロットルコマンドを発行することにより、車両を加速させたり、ブレーキコマンドを発行することにより、車両が減速させることができる。

ステアリング制御モジュール４０２は、車両を一方向から他の方向に回転（右折、左折、車線変更やＵターンなどを含む）させることにより、車両のステアリングを制御するように構成されている。ステアリング制御モジュール４０２は、計画モジュール３０４から受信された目標転回角度に応じて、ステアリング制御コマンドを生成して発行する。

一実施形態によると、ＡＤＶのステアリングを制御するとき、ステアリング制御モジュール４０２および／または速度制御モジュール４０１は、質量計算機４０３を呼び出（ｉｎｖｏｋｅ）してＡＤＶの質量を決定し、質量中心計算機４０４を呼び出して、ＡＤＶの質量中心を決定する。物理学では、質量は、物体（例えば、車両や車両のセグメント）の性質である。これは、合力（ｎｅｔ ｆｏｒｃｅ）が加えられるとき、加速（物体動き状態の変化）に対する物体の抵抗を測定したものである。これは、他の物体に対する相互的万有引力の強さも決定する。車両質量の位置は、ステアリングのための制御基準（例えば、基準点、および／またはフィードバックポイント）として利用される。基準点は、計画モジュール３０４によって提供された基準を意味し、フィードバックポイントは、ＩＭＵ２１３および／または位置決めモジュール３０１によって測定され提供される。ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドは、制御基準としての車両質量の位置に基づいて、ステアリング制御モジュール４０２と速度制御モジュール４０１によって生成される。

注意すべきなのは、ＡＤＶの車両質量およびその位置は、様々な要素や状況により変化する可能性がある。車両質量とその位置（質量中心または質量の中心と呼ばれる）は、車両の荷重（例えば、乗客数、荷物の積載／非積載）と荷重の分配（例えば、車両内の乗客や積載物の位置）により変化されることができる。例えば、一人の乗客がある車両の質量は、４人の乗客がある車両の質量とは異なる。また、ほとんどの乗客および他の積載物が車両の前方付近に位置する場合には、車両の質量中心は、車両の前端付近に位置する可能性がある。同様に、ほとんどの乗客と積載物が車両の後方付近に位置する場合には、質量中心は、車両の後端付近に位置する可能性がある。

したがって、異なる時点または車両の移動中に、車両の質量とその分配（つまり、質量の位置）は異なる可能性がある。方向を変える前に、車両の質量と質量中心を動的に決定することにより、適切なステアリングコマンドおよび／または速度制御コマンドが生成され発行され、乗客が感じされる不快感やアンダーステアリングの量を減少させることができる。一実施形態においては、車両の質量と質量の位置は、車両がそれぞれの移動を開始する時点で決定することができるが、これは積載物および／または乗客数が移動時に変更されないことを前提としたのである。代替的に、車両の質量とその位置は、車両が回転しようとするたびに決定してもよい。

一実施形態においては、質量計算機４０３は、ＡＤＶを第１の方向から第２の方向へ回転させようとする要求に応答して、例えば、質量計算アルゴリズム４１１を使用してＡＤＶの複数のセグメントに対応する複数のセグメント質量を決定する。一実施形態においては、質量計算機４０３は、対応する車輪のタイヤ圧力センサから取得されたタイヤ圧力データ及び／またはセグメント質量と関連付けられているサスペンションセンサから取得されたサスペンションデータに基づいて、セグメント質量を決定することができる。一実施形態において、セグメント質量は、ＡＤＶ内の所定の位置に配置される。例えば、ＡＤＶは、ＡＤＶの４つの車輪のそれぞれについて、一つずつ４つのセグメントに分割されてもよい。車両セグメントのそれぞれの質量中心は、例えば、対応する車輪付近または車輪に関連付けられているサスペンション付近の車軸上の予め設定された位置に予め決定される。例えば、車両セグメントのセグメント質量の位置は、車両ベースのプラットフォームと車軸との間のジョイントポイント（ｊｏｉｎｔ ｓｐｏｔ）であってもよい。一実施形態においては、セグメント質量の位置（セグメント質量中心にも呼ばれる）は、車両ベースのプラットフォームを車軸に接続するサスペンションスプリング（例えば、スチールコイルスプリング）間の接触点に位置する。

サスペンションは、タイヤ、タイヤ空気、スプリング、ショックアブソーバー、および車両を車輪に接続しながら相互間の相対的な動きを可能にする連接機構（ｌｉｎｋａｇｅ）のシステムである。サスペンションシステムは、能動的な安全性と快適な走行のために、道路での車両の維持、ハンドリングおよびブレーキに助けることと、車両の乗員を快適にし、道路のノイズ、衝突、振動などから十分に隔離された乗車感を維持することの二つの目的を遂げる。

セグメント質量および対応するそれぞれの位置に基づいて、質量中心計算機４０４は、例えば、質量中心計算アルゴリズム４１２を使用して、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を決定する。ＡＤＶの質量中心は、ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す。ＡＤＶのステアリング制御のために、ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリングコマンドおよび／または速度制御コマンドが生成される。一実施形態においては、車両質量と質量中心に基づいて、コントローラゲイン更新器４０５（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｇａｉｎ ｕｐｄａｔｅｒ）は、例えば速度制御モジュール４０１および／またはステアリング制御モジュール４０２のようなコントローラの一つまたは複数のゲイン（ｇａｉｎ）または係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を更新することができる。

一実施形態においては、ＡＤＶの各セグメントに対して、質量中心計算機４０４は、セグメント質量とその位置（例えば、セグメント質量中心）に基づいて、経度セグメント力（ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）と緯度セグメント力（ｌａｔｉｔｕｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）とを含むセグメント力を計算する。そして、質量中心計算機４０４は、経度セグメント力とセグメントのセグメント質量に基づいて、ＡＤＶの質量中心の経度座標（ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）を計算する。一実施形態においては、ＡＤＶの質量中心の経度座標は、緯度セグメント力の合計とすべてのセグメントのセグメント質量の合計とに基づいて決定される。

特定の実施形態では、ＡＤＶの質量中心の経度座標は、緯度セグメント力の合計をすべてのセグメントのセグメント質量の合計で割って決定される。同様に、ＡＤＶの質量中心の緯度座標は、緯度セグメント力とセグメントのセグメント質量に基づいて計算される。一実施形態においては、ＡＤＶの質量中心の緯度座標は、緯度セグメント力の合計とすべてのセグメントのセグメント質量の合計とに基づいて決定される。特定の実施形態では、ＡＤＶの質量中心の緯度座標は、緯度セグメント力の合計をすべてのセグメントのセグメント質量の合計で割って決定される。

図５は、本発明の一実施形態に係る自律走行車のブロック図である。 ＡＤＶ５００は、上述した任意のＡＤＶを示すことができる。図５を参照すると、ＡＤＶ５００は、複数の車両セグメント、本実施形態では、４つのセグメント５０１Ａ−５０１Ｄに分割される。しかし、より多くのまたはより少ないセグメントを定義することもできる。本実施形態では、セグメント５０１Ａ−５０１Ｄのそれぞれは、タイヤや車輪５０２Ａ−５０２Ｄのいずれかと関連づけられている。一実施形態においては、セグメント５０１Ａ−５０１Ｄのセグメント中心５０５Ａ−５０５Ｄは、車両５００内の固定位置（例えば、固定されたｘ、ｙ座標）として予め決定される。しかし、そのセグメント質量は、対応する車両セグメントに加えられた荷重に従って、車両のセグメントごとに異なる。その結果、車両全体の質量と総体質量の位置が異なるようになる。

セグメント質量を決定するために、質量計算機４０３は、セグメント質量に対応する車輪のタイヤ圧力センサからタイヤ圧力データを読み出す。質量計算機４０３は、タイヤ圧力データに基づいて、セグメント質量を計算する。これは、タイヤの圧力がタイヤまたは車輪に加えた荷重の量を比例的に示すためである。高いタイヤ圧力は、タイヤに加えるより重い負荷を示す。例えば、質量計算機４０３は、各タイヤ圧力センサ５０３Ａ−５０３Ｄを介して、タイヤ５０２Ａ−５０２Ｄのタイヤ圧力データを読み出し、且つ、それぞれのタイヤ圧力データに基づいて、車両のセグメント５０１Ａ−５０１Ｄのセグメント質量を計算する。タイヤ圧力センサ５０３Ａ−５０３Ｄは、図２Ｂのタイヤ圧力センサ２１６の一部にしてもよい。

また、他の実施形態によると、質量計算機４０３は、車両セグメント５０１Ａ−５０１Ｄのそれぞれのサスペンションセンサ５０４Ａ−５０４Ｄからサスペンションデータを読み出す。サスペンションセンサ５０４Ａ−５０４Ｄは、図２Ｂのサスペンションセンサ２１７の一部にしてもよい。その後、質量計算機４０３は、それぞれのタイヤ圧力データとサスペンションデータに基づいて、車両のセグメント５０１Ａ−５０１Ｄのセグメント質量を計算する。タイヤの圧力と同様に、車輪と関連付けられているサスペンションのサスペンションデータは、サスペンションに加えられた荷重の量を示すことができる。例えば、サスペンションスプリングがどの程度またはどのように圧縮とか曲がっているかに基づいて、所定のアルゴリズムを使用して、サスペンションに加えられた荷重を推定することができる。つまり、サスペンションの圧縮または曲げの程度は、サスペンションに加えられる荷重の量に比例する。

一実施形態においては、タイヤ圧力データは、セグメント質量を計算する基礎として使用することができるが、サスペンションデータは、計算されたセグメント質量を補正したり確認するためのデータとして使用することができる。タイヤ圧力のデータは、通常、信頼性が高く、振動や揺れに比較的敏感しない。したがって、タイヤ圧力データは、各車輪のタイヤ圧力がそれぞれのローカル／セグメント質量に比例するベースラインとして適用される。しかし、タイヤ圧力データは、ある時には正確でなく、従って、サスペンションデータは、セグメント質量を決定する際にタイヤ圧力データを補完するために使用することができる。サスペンションデータを処理するとき、不要なノイズを除去するために、低域（ｌｏｗ−ｐａｓｓ）フィルターを使用してサスペンションデータを処理してもよい。セグメント質量は、次のようにタイヤ圧力データと処理されたサスペンションデータの重み合計をもとに計算することができる。

セグメント質量（ｘ）＝ｗ１＊タイヤ圧力データ（ｘ）＋ｗ２＊サスペンションデータ（ｘ）

ここで、ｘは、特定の車両セグメントまたは車輪を示し、ｗ１とｗ２は、データ分析システム１０３のようなデータ分析システムによる大量の走行統計データに基づいて、オフラインで訓練（ｔｒａｉｎｉｎｇ）することができる加重因子である。

一旦、車両セグメント５０１Ａ−５０１Ｄのセグメント質量が決定されると、質量中心計算機４０４は、セグメント質量の相対位置または場所を考慮して、セグメント質量に基づき、車両全体の質量中心を計算する。一実施形態においては、車両セグメント５０１Ａ−５０１Ｄのそれぞれについて、質量中心計算機４０４は、セグメント質量中心５０５Ａ−５０５Ｄのようなセグメント質量中心の座標に基づいてセグメント力を計算する。具体的に、質量中心計算機４０４は、セグメント質量中心の経度（Ｙ）とセグメント質量に基づいて、経度セグメント力を計算する。質量中心計算機４０４は、また、セグメント質量中心の緯度（Ｘ）とセグメント質量に基づいて、緯度セグメント力を計算する。車両質量中心５１０の経度は、車両セグメントの経度力の合計と各セグメント質量の合計に基づいて計算される。車両質量中心５１０の緯度は、車両セグメントの緯度力の合計と各セグメント質量の合計に基づいて計算される。

例示のために、セグメント質量中心５０５Ａ−５０５Ｄの座標がそれぞれ（Ｘａ、Ｙａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）、（Ｘｃ、Ｙｃ）と（Ｘｄ、Ｙｄ）と仮定する。車両セグメント５０１Ａ−５０１Ｄの質量は、それぞれＭａ、Ｍｂ、ＭｃとＭｄである。車両セグメント５０１Ａの経度セグメント力は、（Ｙａ＊Ｍａ）で計算することができる。車両セグメント５０１Ａの緯度セグメント力は、（Ｘａ＊Ｍａ）で計算することができる。他の車セグメント５０１Ｂ−５０１Ｄのセグメント力も同様に計算することができる。ＡＤＶ５００全体の質量中心の緯度（Ｘ）は、Ｘ＝（Ｘａ＊Ｍａ＋Ｘｂ＊Ｍｂ＋Ｘｃ＊Ｍｃ＋Ｘｄ＊Ｍｄ）／（Ｍａ＋Ｍｂ＋Ｍｃ＋Ｍｄ）で決定されることができる。ＡＤＶ５００全体の質量中心の経度（Ｙ）は、Ｙ＝（Ｙａ＊Ｍａ＋Ｙｂ＊Ｍｂ＋Ｙｃ＊Ｍｃ＋Ｙｄ＊Ｍｄ）／（Ｍａ＋Ｍｂ＋Ｍｃ＋Ｍｄ）で決定されることができる。その後、ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドは、質量中心５１０（Ｘ、Ｙ）を制御基準にして生成される。質量中心５１０は、図５において車両の中心付近に示されている。しかし、質量中心５１０は、前述したように荷重分配に応じて中心から離脱することができる。

一実施形態によると、一旦、質量中心の座標（Ｘ、Ｙ）が決定されると、速度制御モジュール４０１および／またはステアリング制御モジュール４０２の一つまたは複数の係数が調整される。図６は、本発明の一実施形態に係るコントローラのゲイン（ｇａｉｎ）または係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を更新する処理フローチャートを示すブロック図である。図６を参照すると、質量計算機４０３と質量中心計算機４０４は、センサ融合及び車両運動学ロジック（ｖｅｈｉｃｌｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ｌｏｇｉｃ）またはブロック６０１の一部として実現される。前述したように、タイヤ圧力センサ２１６によって提供されたタイヤ圧力データとサスペンションセンサ２１７によって提供されたサスペンションデータとに基づいて、センサ融合および車両運動学ブロック６０１（ｖｅｈｉｃｌｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ｂｌｏｃｋ）は、車両のセグメントのセグメント質量と車両全体の質量中心を決定する。車両の質量中心は、速度コントローラ４０１とステアリングコントローラ４０２のようなコントローラ６０２のゲインまたは係数を更新するために、コントローラゲイン更新器４０５によって使用される。

センサ融合は、検出データや、異なるソースから導出したデータを結合したものであり、得られた情報は、これらのソースを個別に使用したとき可能なものより不確実性が低い。この場合の不確実性の減少という用語は、より正確かつ完全であり信頼性が高いことを意味するとか、または立体視（ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ｖｉｓｉｏｎ、やや異なる視点で２つのカメラから２次元画像を組み合わせることにより、深く情報を計算すること）のような新しい視点の結果を指すことができる。運動学は、古典的な力学の一分野であり、動きを引き起こすことができる力や対象の質量を考慮せずに、ポイント（または粒子）、物体（対象）と物体システムの動きを記述する。

一実施形態においては、通常、車両質量が加速率と減速率に影響を与える可能性が高いので、速度制御モジュール４０１の係数またはゲインは、ＡＤＶ全体の車両質量（Ｍａ＋Ｍｂ＋Ｍｃ＋Ｍｄ）に基づいて調整される。例えば、ＡＤＶが比較的重いと、より高い目標速度に到達するために加速するのに長い時間がかかる。また、より低い目標速度に到達するとか、完全に停止するために減速するのにより長い時間がかかる。一実施形態においては、回転時に、質量中心の座標がＡＤＶのステアリング角および／または速度に影響を与える可能性があるので、ステアリング制御モジュール４０２の係数またはゲインは、ＡＤＶ（Ｘ、Ｙ）の質量中心の座標に基づいて修正されることができる。

一実施形態においては、速度制御モジュール４０１とステアリング制御モジュール４０２のうちの任意のモジュールは、比例／積分／微分（ＰＩＤ）コントローラ（図示せず）を含んでもよい。ＰＩＤコントローラは、比例係数、積分係数、および微分係数によってモデル化してもよい。係数は、例えば、次のように、データ分析システムまたはサーバ１０３のようなデータ分析システムによって、大量の走行統計データに基づいて、オフラインで初期設定されることができる。
ここで、Ｋ_ｐ、Ｋ_ｉ、およびＫ_ｄは、ＰＩＤコントローラの比例、積分、微分係数である。

ＰＩＤは、産業用制御システムで一般的に使用される制御ループフィードバック機構（コントローラ）である。ＰＩＤコントローラは、希望な設定ポイントと測定されたプロセス変数との間の差としての誤差値を連続的に計算し、比例（Ｋ_ｐ）、積分（Ｋ_ｉ）と微分（Ｋ_ｄ）項などに基づいて補正する。ＰＩＤコントローラは、希望の設定ポイント（例えば、計画モジュール３０４からの目標速度、目標ステアリング角）と測定されたプロセス変数（例えば、車両で測定された実際の速度、実際のステアリング角）との間の差としての誤差値を計算し、比例、積分、および微分項に基づいて補正する。コントローラは、制御変数を重み合計によって決定された新しい値に調整することにより、時間に伴う誤差を最小限に抑えようとする。

一実施形態においては、ＡＤＶ全体の計算された車両の質量（Ｍａ＋Ｍｂ＋Ｍｃ＋Ｍｄ）は、速度制御モジュール４０１のＰＩＤコントローラの係数Ｋ_ｐおよび／またはＫ_ｉを調整するのに使用することができる。計算された質量中心（Ｘ、Ｙ）は、ステアリング制御モジュール４０２のＰＩＤコントローラの係数Ｋ_ｐおよび／またはＫ_ｉを修正するのに使用することができる。特にステアリング制御の場合には、質量分布を使用して、車両の回転慣性（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｉｎｅｒｔｉａ）を計算することができる。ステアリングコントローラのＫ_ｐおよび／またはＫ_ｉは、車両の回転慣性に比例して調整することができる。回転慣性とは、回転軸を中心にする希望な角加速度（ａｎｇｕｌａｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）に必要なトルク（ｔｏｒｑｕｅ）を決定するテンソル（ｔｅｎｓｏｒ）である。これは、物体の質量分布及び選択された軸にしたがって異なり、モーメント（ｍｏｍｅｎｔ）が大きいほど、物体の回転を変更するのに要するトルクがより多く要求される。

トルクとは、軸、支点（ｆｕｌｃｒｕｍ）またはピボット（ｐｉｖｏｔ）の周囲に対象を回転させる力の傾向を示す。力が押す力または引く力であるように、トルクは対象の曲がり（ｔｗｉｓｔ）と考えてもよい。大体に、トルクは、ボルト（ｂｏｌｔ）またはフライホイール（ｆｌｙｗｈｅｅｌ）のような対象の回転力の尺度である。トルクの大きさは、３つの量に応じて変わる。つまり、トルクは、加える力、力の加えポイントを軸に接続するレバーアーム（ｌｅｖｅｒ ａｒｍ）の長さ、および力ベクトルとレバーアームとの間の角度に応じて変わる。

注意すべきなのは、コントローラのＫ_ｐとＫ_ｉの調整、及び車両の質量とその位置の決定は、車両が移動を開始するたびに実行されてもよい。移動中に、質量（例えば、積載物、乗客数）が著しく変わらないことを前提とする。代替的に、これらの決定は、移動中に定期的に、または車両を一方向から他の方向に回転させるための要求に応答して実行されてもよい。

図７は、本発明の一実施形態に係る自律走行車を運行させるプロセスを示すフローチャートである。プロセス６００は、ソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせを含む処理ロジックによって実行されてもよい。例えば、プロセス６００は、制御モジュール３０５によって実行されてもよい。図７を参考すると、動作７０１において、処理ロジックは、ＡＤＶを第１の方向から第２方向（例えば、左折、右折、車線変更やＵターン）に回転させる要求を受信する。要求に応答して、動作７０２において、処理ロジックは、ＡＤＶの複数の車両セグメントのセグメント質量を決定し、セグメント質量は、ＡＤＶの車両プラットフォーム内の所定の位置に位置されている。動作７０３において、処理ロジックは、セグメント質量とそれぞれの位置に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算する。質量中心の位置は、ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す。動作７０４において、ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドが、車両質量とＡＤＶ全体の質量中心に基づいて生成される。動作７０５において、処理ロジックは、ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドに基づいてＡＤＶの回転を制御する。動作７０６において、コントローラ（例えば、速度コントローラ、ステアリングコントローラ）のゲインまたは係数は、車両質量と車両の質量中心に基づいて更新される。

図８は、本発明の一実施形態に係る自律走行車を走行させるプロセスを示すフローチャートである。プロセス８００は、動作６０２−６０３に含まれている動作の一部として実行される。図８を参照すると、車両セグメントのそれぞれに対し、動作８０１において、処理ロジックは、車両セグメントのタイヤまたは車輪に関連付けられているタイヤ圧力センサからタイヤ圧力データを読み出す。動作８０２において、処理ロジックは、ＡＤＶの車両セグメントに関連付けられているサスペンションセンサからサスペンションデータを読み出す。動作８０３において、処理ロジックは、予め設定されたアルゴリズムを使用して、タイヤ圧力データとサスペンションデータに基づいて、ＡＤＶの車両セグメントのセグメント質量を計算する。動作８０１−８０３は、各車両セグメントに対して繰り返し実行されることができる。動作８０４において、処理ロジックは、車両セグメントのセグメント質量中心の緯度と各セグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の緯度を計算する。動作８０５において、処理ロジックは、車両セグメントのセグメント質量中心の経度と各セグメント質量とに基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の経度を計算する。

注意すべきなのは、上記図示された構成要素の一部または全部は、ソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせにより実現されることができる。たとえば、これらの構成要素は、本明細書全体に記載されたプロセスまたはステップを実行するために、プロセッサ（図示せず）によってメモリにロードされて実行されることができる永続記憶装置にインストールされて記憶されるソフトウェアとして実現ことができる。あるいは、これらの構成要素は、集積回路（例えば、特定用途向け集積回路またはＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）のような専用のハードウェアにプログラムされたり内蔵された実行可能コードとして実現されることができ、これは、アプリケーションから対応するドライバおよび／またはオペレーティングシステムを介してアクセスすることができる。さらに、これらの構成要素は、１つ以上の特定のコマンドを使用してソフトウェアコンポーネントによってアクセス可能なコマンドセットの一部であり、プロセッサまたはプロセッサコアの特定のハードウェアロジックとして実現することができる。

図９は、本出願の一実施形態と組み合わせて使用されるデータ処理システムを例示的に示すブロック図である。例えば、システム１５００は、上記プロセス又は方法のいずれか（例えば、図２Ａの感知及び計画システム１１０、及びサーバ１０３〜１０４のいずれか）を実行する上記任意のデータ処理システムを示してもよい。システム１５００は、複数の異なる構成要素を含んでもよい。これらの構成要素は、集積回路（ＩＣ）、集積回路の一部、分散型電子装置又は回路基板（例えば、コンピュータシステムのマザーボード又はアドインカード）に適用された他のモジュール、又は他の方式でコンピュータシステムのシャシーに組み込まれた構成要素として実現されることができる。

さらに、システム１５００は、コンピュータシステムの複数の構成要素の高レベルビューを示すことを目的とする。しかしながら、いくつかの実現形態では、付加的構成要素が存在する場合があることを理解すべきである。また、他の実現形態において示される構成要素が異なる配置を有してもよい。システム１５００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、携帯電話、メディアプレーヤー、パーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマート腕時計、パーソナルコミュニケーター、ゲーム装置、ネットワークルータ又はハブ、無線アクセスポイント（ＡＰ）又はリピーター、セットトップボックス、又はそれらの組合せを示してもよい。また、単一の機器又はシステムのみを示したが、用語「機器」又は「システム」は、さらに、独立又は共同で１つ（又は複数）のコマンドセットを実行することにより本明細書に説明される任意の１種又は複数種の方法を実行する機器又はシステムの任意のセットを含むことを理解すべきである。

一実施形態において、システム１５００は、バス又は相互接続部材１５１０によって接続されたプロセッサ１５０１、メモリ１５０３及び装置１５０５〜１５０８を備える。プロセッサ１５０１は、単一のプロセッサコア又は複数のプロセッサコアを含む単一のプロセッサ又は複数のプロセッサを示してもよい。プロセッサ１５０１は、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）等のような１つ又は複数の汎用プロセッサを示してもよい。より具体的には、プロセッサ１５０１は、複雑コマンドセット計算（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小コマンドセットコンピュータ（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長コマンド語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又は他のコマンドセットを実現するプロセッサ、又はコマンドセットの組合せを実現するプロセッサであってもよい。プロセッサ１５０１は、さらに、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、セルラ又はベースバンドプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックプロセッサ、ネットワークプロセッサ、通信プロセッサ、暗号プロセッサ、コプロセッサ、組み込みプロセッサのような１つ又は複数の専用プロセッサ、あるいはコマンド処理可能な任意の他のタイプのロジックであってもよい。

プロセッサ１５０１（超低電圧プロセッサのような低電力マルチコアプロセッサソケットであってもよい）は、前記システムの各種の構成要素と通信するための主処理ユニット及び中央ハブとして用いられてもよい。このようなプロセッサは、システムオンチップ（ＳｏＣ）として実現されることができる。プロセッサ１５０１は、本明細書に説明される動作及びステップを実行するためのコマンドを実行するように構成される。また、システム１５００は、選択可能なグラフィックサブシステム１５０４と通信するグラフィックインターフェースをさらに含んでもよく、グラフィックサブシステム１５０４は、ディスプレイコントローラ、グラフィックプロセッサ及び／又は表示装置をさらに備えてもよい。

プロセッサ１５０１は、メモリ１５０３と通信してもよく、メモリ１５０３は、一実施形態において複数のメモリによって所定量のシステムメモリを提供する。メモリ１５０３は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）又は他のタイプのメモリのような１つ又は複数の揮発性記憶装置（又はメモリ）を備えてもよい。メモリ１５０３は、プロセッサ１５０１又は任意の他の装置により実行されるコマンド列を含む情報を記憶できる。例えば、複数種のオペレーティングシステム、装置ドライバー、ファームウェア（例えば、基本入出力システム又はＢＩＯＳ）及び／又はアプリケーションの実行可能なコード及び／又はデータは、メモリ１５０３にロードされて、プロセッサ１５０１により実行されてもよい。オペレーティングシステムは、ロボットオペレーティングシステム（ＲＯＳ）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）会社からのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム、アップル会社からのＭａｃＯＳ（登録商標）／ｉＯＳ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）会社からのＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｕｎｉｘ（登録商標）又は他のリアルタイム又は組み込みオペレーティングシステムのような任意のタイプのオペレーティングシステムであってもよい。

システム１５００は、ＩＯ装置、例えば装置１５０５〜１５０８をさらに備えてもよく、ネットワークインターフェースデバイス１５０５、選択可能な入力装置１５０６及び他の選択可能なＩＯ装置１５０７を備えてもよい。ネットワークインターフェースデバイス１５０５は、無線送受信機及び／又はネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を備えてもよい。前記無線送受信機は、ＷｉＦｉ送受信機、赤外送受信機、ブルートゥース送受信機、ＷｉＭａｘ送受信機、無線セルラーホン送受信機、衛星送受信機（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）送受信機）又は他の無線周波数（ＲＦ）送受信機又はそれらの組合せであってもよい。ＮＩＣは、イーサネット（登録商標）カードであってもよい。

入力装置１５０６は、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン（それは表示装置１５０４と集積されてもよい）、ポインタデバイス（例えばスタイラス）及び／又はキーボード（例えば、物理キーボード、又はタッチスクリーンの一部として表示された仮想キーボード）を備えてもよい。例えば、入力装置１５０６は、タッチスクリーンに接続されるタッチスクリーンコントローラを含んでもよい。タッチスクリーン及びタッチスクリーンコントローラは、例えば複数種のタッチ感度技術（容量式、抵抗式、赤外式及び表面音波の技術を含むが、それらに限定されない）のいずれか、及びタッチスクリーンの１つ又は複数の接触点を決定するための他の近接センサアレイ又は他の素子を用いて、そのタッチ点及び移動又は断続を検出することができる。

ＩＯ装置１５０７は、音声装置を備えてもよい。音声装置は、スピーカ及び／又はマイクロホンを含んでもよく、それにより音声認識、音声コピー、デジタル記録及び／又は電話機能のような音声サポートの機能を促進する。他のＩＯ装置１５０７は、汎用シリアルバス（ＵＳＢ）ポート、パラレルポート、シリアルポート、印刷機、ネットワークインターフェース、バスブリッジ（例えば、ＰＣＩ〜ＰＣＩブリッジ）、センサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、光センサ、コンパス、近接センサ等のような動きセンサ）又はそれらの組合せをさらに備えてもよい。装置１５０７は、結像処理サブシステム（例えば、カメラ）をさらに備えてもよく、前記結像処理サブシステムは、カメラ機能（例えば、写真及びビデオ断片の記録）を促進するための電荷カップリング装置（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光学センサのような光学センサを備えてもよい。あるセンサは、センサハブ（図示せず）によって相互接続部材１５１０に接続されてもよく、キーボード又は熱センサのような他の装置は、組み込みコントローラ（図示せず）により制御されてもよく、これはシステム１５００の特定配置又は設計により決められる。

データ、アプリケーション、１つ又は複数のオペレーティングシステム等のような情報の永続記憶を提供するために、大容量メモリ（図示せず）が、プロセッサ１５０１に接続されてもよい。様々な実施形態において、薄型化と軽量化のシステム設計を実現しかつシステムの応答能力を向上させるために、このような大容量メモリは、ソリッドステート装置（ＳＳＤ）によって実現されることができる。なお、他の実施形態において、大容量メモリは、主にハードディスクドライブ（ＨＤＤ）で実現されてもよく、少量のＳＳＤ記憶量は、ＳＳＤキャッシュとして、停電イベント期間にコンテキスト状態及び他のこのような情報の不揮発性記憶を実現し、それによりシステム動作が再開する時に通電を速く実現することができる。さらに、フラッシュデバイスは、例えばシリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）によってプロセッサ１５０１に接続されてもよい。このようなフラッシュデバイスは、システムソフトウェアの不揮発性記憶に用いられてもよく、前記システムソフトウェアは、前記システムのＢＩＯＳ及び他のファームウェアを備える。

記憶装置１５０８は、任意の１種又は複数種の本明細書に記載の方法又は機能を実現する１つ又は複数のコマンドセット又はソフトウェア（例えば、モジュール、ユニット及び／又はロジック１５２８）が記憶されるコンピュータアクセス可能な記憶媒体１５０９（機械可読記憶媒体又はコンピュータ可読媒体とも呼ばれる）を備えてもよい。処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、例えば、計画モジュール３０４、制御モジュール３０５のような上記構成要素のいずれかを示してもよい。処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、さらにデータ処理システム１５００、メモリ１５０３及びプロセッサ１５０１により実行される期間に、メモリ１５０３内及び／又はプロセッサ１５０１内に完全又は少なくとも部分的に存在してもよく、ここで、メモリ１５０３及びプロセッサ１５０１も、機器アクセス可能な記憶媒体を構成する。処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、さらにネットワークによってネットワークインターフェースデバイス１５０５を経由して送受信されてもよい。

コンピュータ可読記憶媒体１５０９は、以上に説明されたいくつかのソフトウェア機能の一部を永続的に記憶してもよい。コンピュータ可読記憶媒体１５０９は、例示的な実施形態において単一の媒体として示されたが、用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、前記１つ又は複数のコマンドセットが記憶される単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は関連するキャッシュ及びサーバ）を備えることを理解すべきである。用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、さらにコマンドセットを記憶又はコーディング可能な任意の媒体を備えることを理解すべきであり、前記コマンドセットは、機器により実行されかつ前記機器に本発明の任意の１種又は複数種の方法を実行させる。従って、用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、ソリッドステートメモリ及び光学媒体と磁気媒体又は任意の他の非一時的機械可読媒体を備えるが、それらに限定されないことを理解すべきである。

本明細書に記載の処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８、構成要素及び他の特徴は、ディスクリートハードウェア構成要素として実現されてもよく、又はハードウェア構成要素（例えばＡＳＩＣＳ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ又は類似装置）の機能に統合されてもよい。さらに、処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、ハードウェア装置内のファームウェア又は機能回路として実現されてもよい。また、処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、ハードウェア装置及びソフトウェアコンポーネントの任意の組合せで実現されてもよい。

なお、システム１５００は、データ処理システムの各種の構成要素を有するように示されているが、構成要素の相互接続のいかなる特定のアーキテクチャー又は方式を示すものではないことに注意すべきであり、それは、このような詳細が本発明の実施形態に密接な関係がないためである。また、より少ない構成要素又はより多くの構成要素を有するネットワークコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話、サーバ及び／又は他のデータ処理システムは、本発明の実施形態と共に使用されてもよい。

上記詳細な説明の一部は、コンピュータメモリにおけるデータビットに対する演算のアルゴリズム及び記号表現で示される。これらのアルゴリズムの説明及び表現は、データ処理分野における当業者によって使用され、それらの作業実質を所属分野の他の当業者に最も効果的に伝達する方法である。ここで、アルゴリズムは、通常、所望の結果につながる首尾一貫した動作列（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ）と考えられる。これらの動作とは、物理量に対して物理的動作を行う必要となるステップを指す。

ただし、これらの全ての及び類似の用語は、いずれも適切な物理量に関連付けられ、かつただこれらの量に適用される適切なラベルであることに注意すべきである。特に断らない限り、本出願の全体にわたって用語（例えば、添付している特許請求の範囲に説明された用語）による説明とは、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理であり、前記コンピュータシステム又は電子計算装置は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリに物理（例えば、電子）量としてデータを示し、かつ前記データをコンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他のこのような情報記憶装置、伝送又は表示装置内において類似に物理量として示される他のデータに変換する。

本発明の実施形態は、さらに本明細書における動作を実行するためのコンピュータプログラムに関する。このようなコンピュータプログラムは、非揮発性のコンピュータ可読媒体に記憶される。機器可読媒体は、機器（例えば、コンピュータ）可読な形態で情報を記憶する任意の機構を備える。例えば、機器可読（例えば、コンピュータ可読）媒体は、機器（例えば、コンピュータ）可読記憶媒体（例えば、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリメモリ）を備える。

上記図面に示される手順又は方法は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（例えば、非揮発性のコンピュータ可読媒体に具現化される）、又は両方の組合せを含む処理ロジックにより実行されてもよい。前記手順又は方法は、本明細書において特定の順序に応じて説明されるが、説明された動作の一部は、異なる順序に応じて実行されてもよい。また、いくつかの動作は、順番ではなく並行に実行されてもよい。

本発明の実施形態は、いずれかの特定のプログラミング言語を参照して説明されていないが、複数種のプログラミング言語で本明細書に記載の本発明の実施形態の教示を実現できることを理解すべきである。

以上の明細書では、本発明の具体的な例示的な実施形態を参照してその実施形態を説明した。明らかなように、添付している特許請求の範囲に記載の本発明のより広い趣旨及び範囲を逸脱しない限り、様々な変形が可能である。従って、限定的なものではなく例示的なものとして本明細書及び図面を理解すべきである。

本発明の一実施形態においては、自律走行車を運行させるためのコンピュータ実施方法において、前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信するステップと、前記ＡＤＶの複数のセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）の複数のセグメント質量を決定するステップであって、前記複数のセグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ステップと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算するステップであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ステップと、前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成するステップとを含む。

本発明の他の実施形態においては、コマンドを記憶し、前記コマンドがプロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに動作を実行させる、非一時的機械可読媒体であって、前記動作は、前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信することと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することであって、前記複数のセグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ことと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算することであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ことと、前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成することとを含む。

本発明の他の実施形態において、プロセッサと、前記プロセッサに接続されてコマンドを記憶するメモリとを含み、前記コマンドが前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに動作を実行させる、データ処理システムにおいて、前記動作は、前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信することと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することであって、前記複数のセグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ことと、前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算することであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ことと、前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成することを含む。

図２Ｂを参照すると、一実施形態において、センサシステム１１５は、１つ以上のカメラ２１１と、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット２１２と、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）２１３と、レーダーユニット２１４と、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）ユニット２１５とを含むが、これらに限定されない。ＧＰＳユニット２１２は、送受信機を含んでもよく、前記送受信機は、自律走行車の位置に関する情報を提供するように操作されることができる。ＩＭＵユニット２１３は、慣性加速度に基づいて自律走行車の位置及び方向変化を感知することができる。レーダーユニット２１４は、無線信号を利用して自律走行車のローカル環境内の対象を感知するシステムを示すことができる。いくつかの実施形態において、対象を感知する以外、レーダーユニット２１４は、さらに対象の速度及び／又は走行方向を感知することができる。ＬＩＤＡＲユニット２１５は、レーザを使用して自律走行車の位置する環境における対象を感知することができる。その他のシステム構成要素以外、ＬＩＤＡＲユニット２１５は、１つ以上のレーザ光源、レーザースキャナ及び１つ以上の検出器をさらに含んでもよい。カメラ２１１は、自律走行車の周辺環境の画像をキャプチャするための１つ以上の装置を含んでもよい。カメラ２１１は、スチルカメラ及び／又はビデオカメラであってもよい。カメラは、例えば回転及び／又は傾斜のプラットフォームに取り付けられる、機械的に移動可能なものであってもよい。

図２Ａを再び参照すると、無線通信システム１１２は、自律走行車１０１と、例えば装置、センサ、その他の車両等の外部システムとの間の通信を可能にする。例えば、無線通信システム１１２は、１つ以上の装置に直接に又は通信ネットワークを介して無線通信し、例えばネットワーク１０２によってサーバ１０３〜１０４に通信できる。無線通信システム１１２は、任意のセルラー通信ネットワーク又は無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）（例えばＷｉＦｉ（登録商標））を使用して他の構成要素やシステムに通信できる。無線通信システム１１２は、例えば赤外線リンク、ブルートゥース（登録商標）等を使用して装置（例えば、乗客の移動装置、車両１０１内のディスプレイデバイス、スピーカー）に直接に通信できる。ユーザインターフェースシステム１１３は、車両１０１内で実行される周辺装置の一部であってもよく、例えばキーボード、タッチスクリーンディスプレイ装置、マイクロフォン、及びスピーカー等を含む。

注意すべきなのは、決定モジュール３０３と計画モジュール３０４は、１つの集積モジュールとして一体化されてもよい。決定モジュール３０３／計画モジュール３０４は、自律走行車の走行ルートを決定するためのナビゲーションシステムまたはナビゲーションシステムの機能を含んでもよい。ナビゲーションシステムは、一連の速度と進行方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｅａｄｉｎｇ）を決定して、感知された障害物を実質的に避ける経路に沿って自律走行車の移動を行いながら、大体的に最終的な目的地に至る道によるルートに沿って、自律走行車を走行させることができる。目的地は、ユーザインターフェースシステム１１３を介するユーザ入力に応じて設定されることができる。ナビゲーションシステムは、自律走行車が動作されている間に、走行経路を動的に更新することができる。ナビゲーションシステムは、自律走行車の走行経路を決定するために、ＧＰＳユニットおよび１つまたは複数のマップからのデータを統合することができる。

図７は、本発明の一実施形態に係る自律走行車を運行させるプロセスを示すフローチャートである。プロセス７００は、ソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせを含む処理ロジックによって実行されてもよい。例えば、プロセス６００は、制御モジュール３０５によって実行されてもよい。図７を参考すると、動作７０１において、処理ロジックは、ＡＤＶを第１の方向から第２方向（例えば、左折、右折、車線変更やＵターン）に回転させる要求を受信する。要求に応答して、動作７０２において、処理ロジックは、ＡＤＶの複数の車両セグメントのセグメント質量を決定し、セグメント質量は、ＡＤＶの車両プラットフォーム内の所定の位置に位置されている。動作７０３において、処理ロジックは、セグメント質量とそれぞれの位置に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算する。質量中心の位置は、ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す。動作７０４において、ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドが、ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて生成される。動作７０５において、処理ロジックは、ステアリング制御コマンドおよび／または速度制御コマンドに基づいてＡＤＶの回転を制御する。動作７０６において、コントローラ（例えば、速度コントローラ、ステアリングコントローラ）のゲインまたは係数は、車両質量と車両の質量中心に基づいて更新される。

図８は、本発明の一実施形態に係る自律走行車を走行させるプロセスを示すフローチャートである。プロセス８００は、動作７０２−７０３に含まれている動作の一部として実行される。図８を参照すると、車両セグメントのそれぞれに対し、動作８０１において、処理ロジックは、車両セグメントのタイヤまたは車輪に関連付けられているタイヤ圧力センサからタイヤ圧力データを読み出す。動作８０２において、処理ロジックは、ＡＤＶの車両セグメントに関連付けられているサスペンションセンサからサスペンションデータを読み出す。動作８０３において、処理ロジックは、予め設定されたアルゴリズムを使用して、タイヤ圧力データとサスペンションデータに基づいて、ＡＤＶの車両セグメントのセグメント質量を計算する。動作８０１−８０３は、各車両セグメントに対して繰り返し実行されることができる。動作８０４において、処理ロジックは、車両セグメントのセグメント質量中心の緯度と各セグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の緯度を計算する。動作８０５において、処理ロジックは、車両セグメントのセグメント質量中心の経度と各セグメント質量とに基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の経度を計算する。

Claims (23)

1. 自律走行車を運行させるためのコンピュータ実施方法において、
   前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信するステップと、
   前記ＡＤＶの複数のセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）の複数のセグメント質量を決定するステップであって、前記セグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ステップと、
   前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算するステップであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ステップと、
   前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成するステップとを含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記ＡＤＶの前記複数のセグメントのそれぞれは、前記ＡＤＶの複数の車輪のいずれかの付近に限定されている、方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定するステップは、
   前記ＡＤＶのセグメントのそれぞれについて、前記セグメントに対応する車輪と関連付けられているタイヤ圧力センサからタイヤ圧力データを読み出すステップと、
   前記タイヤ圧力データに基づいて、対応するセグメント質量を計算するステップとを含む、方法。
4. 請求項３に記載の方法において、
   前記対応するセグメントの車輪と関連付けられているサスペンションセンサからサスペンションデータを読み出すステップと、
   前記タイヤ圧力データ及び前記サスペンションデータに基づいて、前記対応するセグメント質量を計算するステップとを、さらに含む、方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置は、予め設定されたアルゴリズムを用い、前記セグメント質量の相対位置を考慮して、前記複数のセグメント質量に基づいて決定される、方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   前記セグメント質量のそれぞれについて、前記セグメント質量および対応するセグメント質量の経度座標に基づいて、経度セグメント力（ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）を計算するステップと、
   前記経度セグメント力の合計と前記セグメント質量の合計とに基づいて、前記ＡＤＶ全体の質量中心の経度座標を決定するステップとを、さらに含む、方法。
7. 請求項６に記載の方法において、
   前記質量中心の経度座標を決定するステップは、
   前記経度セグメント力の合計を前記セグメント質量の合計で割るステップを含む、方法。
8. 請求項５に記載の方法において、
   前記セグメント質量のそれぞれについて、前記セグメント質量および対応するセグメント質量の緯度座標に基づいて、緯度セグメント力（ｌａｔｉｔｕｄｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）を計算するステップと、
   前記緯度セグメント力の合計と前記セグメント質量の合計とに基づいて、前記ＡＤＶ全体の質量中心の緯度座標を決定するステップとを、さらに含む、方法。
9. 請求項８に記載の方法において、
   前記質量中心の緯度座標を決定するステップは、
   前記緯度セグメント力の合計を前記セグメント質量の合計で割るステップを含む、方法。
10. コマンドを記憶し、
    前記コマンドがプロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに動作を実行させる、非一時的機械可読媒体であって、
    前記動作は、
    前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信することと、
    前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することであって、前記セグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ことと、
    前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算することであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ことと、
    前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成することとを含む、非一時的機械可読媒体。
11. 請求項１０に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記ＡＤＶの前記複数のセグメントのそれぞれは、前記ＡＤＶの複数の車輪のいずれかの付近に限定されている、非一時的機械可読媒体。
12. 請求項１０に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することは、
    前記ＡＤＶのセグメントのそれぞれについて、前記セグメントに対応する車輪と関連付けられているタイヤ圧力センサからタイヤ圧力データを読み出すことと、
    前記タイヤ圧力データに基づいて、対応するセグメント質量を計算することとを含む、非一時的機械可読媒体。
13. 請求項１２に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記動作は、
    前記対応するセグメントの車輪と関連付けられているサスペンションセンサからサスペンションデータを読み出すことと、
    前記タイヤ圧力データ及び前記サスペンションデータに基づいて、前記対応するセグメント質量を計算することとを、さらに含む、非一時的機械可読媒体。
14. 請求項１０に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置は、予め設定されたアルゴリズムを用い、前記セグメント質量の相対位置を考慮して、前記複数のセグメント質量に基づいて決定される、非一時的機械可読媒体。
15. 請求項１４に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記動作は、
    前記セグメント質量のそれぞれについて、前記セグメント質量および対応するセグメント質量の経度座標に基づいて、経度セグメント力を計算することと、
    前記経度セグメント力の合計と前記セグメント質量の合計とに基づいて、前記ＡＤＶ全体の質量中心の経度座標を決定することとを、さらに含む、非一時的機械可読媒体。
16. 請求項１５に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記質量中心の経度座標を決定することは、
    前記経度セグメント力の合計を前記セグメント質量の合計で割ることを含む、非一時的機械可読媒体。
17. 請求項１４に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記動作は、
    前記セグメント質量のそれぞれについて、前記セグメント質量および対応するセグメント質量の緯度座標に基づいて、緯度セグメント力を計算することと、
    前記緯度セグメント力の合計と前記セグメント質量の合計とに基づいて、前記ＡＤＶ全体の質量中心の緯度座標を決定することとを、さらに含む、非一時的機械可読媒体。
18. 請求項１７に記載の非一時的機械可読媒体において、
    前記質量中心の緯度座標を決定することは、
    前記緯度セグメント力の合計を前記セグメント質量の合計で割ることを含む、非一時的機械可読媒体。
19. プロセッサと、
    前記プロセッサに接続されてコマンドを記憶するメモリとを含み、
    前記コマンドが前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに動作を実行させる、データ処理システムにおいて、
    前記動作は、
    前記自律走行車（ＡＤＶ）を第１の方向から第２の方向に回転させる要求を受信することと、
    前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することであって、前記セグメント質量は、前記ＡＤＶの車両プラットフォーム内の複数の所定の位置に位置する、ことと、
    前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量に基づいて、ＡＤＶ全体の質量中心の位置を計算することであって、前記質量中心は、前記ＡＤＶ全体の総体質量の中心を示す、ことと、
    前記ＡＤＶのステアリング制御のために、前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置に基づいて、ステアリング制御コマンドを生成することを含む、データ処理システム。
20. 請求項１９に記載のデータ処理システムにおいて、
    前記ＡＤＶの前記複数のセグメントのそれぞれは、前記ＡＤＶの複数の車輪のいずれかの付近に限定されている、データ処理システム。
21. 請求項１９に記載のデータ処理システムにおいて、
    前記ＡＤＶの複数のセグメントの複数のセグメント質量を決定することは、
    前記ＡＤＶのセグメントのそれぞれについて、前記セグメントに対応する車輪と関連付けられているタイヤ圧力センサからタイヤ圧力データを読み出すことと、
    前記タイヤ圧力データに基づいて、対応するセグメント質量を計算することとを含む、データ処理システム。
22. 請求項２１に記載のデータ処理システムにおいて、
    前記動作は、
    前記対応するセグメントの車輪と関連付けられているサスペンションセンサからサスペンションデータを読み出すことと、
    前記タイヤ圧力データ及び前記サスペンションデータに基づいて、前記対応するセグメント質量を計算することとを、さらに含む、データ処理システム。
23. 請求項１９に記載のデータ処理システムにおいて、
    前記ＡＤＶ全体の質量中心の位置は、予め設定されたアルゴリズムを用い、前記セグメント質量の相対位置を考慮して、前記複数のセグメント質量に基づいて決定される、データ処理システム。