CN106537481A - 行动计划装置 - Google Patents

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Abstract

在实施车辆的行动计划的车辆系统中，是根据由识别装置识别出来的外界信息来生成轨道而控制车辆，因此，在识别装置发生故障的情况下，难以维持安全性。本发明是鉴于上述状况而成，其课题在于即便在车辆系统的识别装置发生故障的情况下也维持安全状态。上述课题可通过如下手段加以解决，即，具有故障检测部和轨道生成判断部，所述故障检测部检测外界识别部的故障发生，所述轨道生成判断部根据所述外界识别部所输出的外界识别信息而执行故障时行动，所述轨道生成判断部根据所述故障检测部的故障信息而采取故障应对行动。

Description

行动计划装置
技术领域
本发明涉及一种行动计划装置及行动计划系统。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，有日本专利特开2010-287093号公报(专利文献1)。该公报中记载有如下内容，即，课题为“提供一种一方面谋求行驶效率与避免干涉的相互协调，即，实现较高的行驶效率并且能够避免与其他物体的干涉，另一方面能够评价移动体的前进道路的前进道路评价装置及前进道路评价方法”，解决手段为“前进道路生成部11根据行驶信息而生成自身车辆的多个预测前进道路。在悲观前进道路生成部12中针对多个预测前进道路而生成悲观前进道路。行人接近行动算出部13根据发送自行驶信息获取部2的行驶信息而求行人接近前进道路。悲观前进道路评价部14对多个悲观前进道路与行人接近前进道路进行比较，生成针对各悲观前进道路的悲观评价值。前进道路评价部15将悲观评价值最高的预测前进道路确定为自身车辆的前进道路”。
此外，作为其他背景技术，有日本专利特开2010-211301号公报(专利文献2)。在该公报中记载有如下内容，即，课题为“提供一种例如也应对交叉路口左转时的路人的卷入事故等，此外还考虑以往的路人及车辆的通行路径历史而预测可能发生事故的区域的事故预测通知装置、事故预测通知系统及车载器”，解决手段为“在去往交叉路口的进入车辆已到达指定点A1时，根据所述进入车辆到达指定点A1时的交叉路口附近的路人信息、交通信号灯5的信号灯信息以及存储部37中所存储的学习区域图来预测事故发生预测区域，并以事故发生预测区域图的形式发送至车载器61。车载器61将接收到的事故发生预测区域图显示在车载器61所具有的液晶显示面板等上，由此通知搭载车载器61的车辆6”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-287093号公报
专利文献2：日本专利特开2010-211301号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的前进道路制作中，对于确保了安全性的轨道的生成方法，记载有特别悲观地进行评价而确保安全性的方法，但对于识别装置发生故障的情况下的动作并无记载。
此外，在专利文献2中，记载有通信中断的情况下的判定危险位置并产生警告的方法，但对于在车辆所搭载的识别装置发生故障的情况下确保安全性的轨道的生成方法并无记载。
本发明是鉴于上述状况而成，提供一种即便在识别装置等发生故障而导致无法获取外界的信息的情况下车辆系统也可进行安全的行动的方法。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的一实施方式例如使用权利要求书中所记载的技术思想即可。
发明的效果
根据本发明，即便在车辆系统的识别功能发生故障的情况下，车辆系统也能够进行安全的行动。尤其是即便在识别装置的故障发生范围内在故障发生的时间点之前存在动态物体的情况下，也可进行如下行动等，即，预测行动而维持安全状态，并将操作转交至用户等。
此外，根据另一实施例，通过高安全地进行周围的动态物体(车辆、二轮车辆、行人等)的行动预测，在识别功能发生故障时可进行更安全的行动。
此外，根据另一实施例，通过以动态物体难以侵入至发生了故障的区域的方式进行行动计划及控制，可避免动态物体进入至车辆的故障发生范围的风险。
此外，根据另一实施例，即便在动态物体从发生故障而产生的识别装置的死角范围进入的情况下，也可进行安全的行动。
此外，根据另一实施例，在存在对与发生故障的范围相同的范围进行识别的识别装置的情况下，通过将根据发生故障的识别装置的以往信息进行预测的结果与正常的识别装置的识别结果进行叠加，能以更高精度求存在障碍物的概率。
根据又一实施例，在正在进行车道变更动作时识别装置发生故障的情况下，通过进行契合识别装置发生故障的范围和当前的控制状态的行动，可进行更安全的行动。
附图说明
图1为表示行动计划系统中的轨道生成处理的流程图。
图2为系统的例子。
图3为车辆控制系统内部构成的例子。
图4为控制器的构成例。
图5为控制器的软件模块构成的例子。
图6为行动计划系统的构成例。
图7为车辆控制系统中的行动计划系统的配置例。
图8为外界识别的例子。
图9为外界识别图的例子。
图10为外界识别图的列表型的例子。
图11为基于外界识别图信息的轨道生成的例子。
图12为发生故障时的外界识别图及轨道生成的例子。
图13为输出装置的输出例。
图14为本发明的第2实施例的发生故障时的外界识别图及轨道生成的例子。
图15为本发明的第3实施例的发生故障时的外界识别图及轨道生成的例子。
图16为本发明的第4实施例的发生故障时的外界识别图及轨道生成的例子。
图17为本发明的第5实施例的发生故障时的外界识别图及轨道生成的例子。
图18为本发明的第6实施例的发生故障时的外界识别图及轨道生成的例子。
具体实施方式
下面，对适于本发明的实施方式的例子(实施例)进行说明。本实施例主要是对车辆系统中的车辆控制系统的行动计划装置进行说明，适于车辆系统中的实施，但并不妨碍在车辆系统以外的运用。
实施例1
＜车辆控制系统的构成＞
图2为具有本实施例的行动计划装置的系统的概要。1为汽车等在内部具有车辆控制系统的车辆系统。2为例如由车载网络(CAN：Controller Area Network、CANFD：CAN withFlexible Data-rate、Ethernet(注册商标)等)和控制器(ECU：Electronic Control Unit等)构成的车辆控制系统。3为与车辆系统1的外部进行无线通信(例如使用手机的通信、无线LAN、WAN等协议的通信)，实施外界(基础设施、其他车辆)的信息或者自身车辆相关信息的获取、发送等无线通信的通信装置，或者具有诊断端子(OBD)、Ethernet端子、外部记录介质(例如USB存储器、SD卡等)端子等而进行有线连接，从而与车辆控制系统2实施有线通信的通信装置。4为例如由使用与车辆控制系统2不同或相同的协议的网络构成的车辆控制系统。5为按照车辆控制系统2的控制来进行控制车辆运动的机械及电气装置(例如发动机、变速器、车轮、制动器、操舵装置等)的驱动的致动器等驱动装置。6为由获取从外界输入的信息而生成后文叙述的外界识别信息的摄像机、雷达、LIDAR、超声波传感器等外界传感器以及识别车辆系统1的状态(运动状态、位置信息等)的动力系传感器(加速度、车轮速度、GPS：Global Positioning System)构成的识别装置。7为通过有线或无线与网络系统连接而接收从网络系统送出的数据，显示或输出消息信息(例如影像、声音)等必要信息的液晶显示器、警告灯、扬声器等输出装置。8为用以生成用户对车辆控制系统2输入操作的意图或指示的输入信号的例如方向盘、踏板、按钮、操作杆、触控面板等输入装置。9为供车辆系统1对外界通知车辆的状态等的灯、LED、扬声器等通知装置。
车辆控制系统2与另一车辆控制系统4、通信装置3、驱动装置5、识别装置6、输出装置7、输入装置8、通知装置9等连接，分别进行信息的收发。
图3表示车辆控制系统2的H/W(Hardware)构成例。301为连接车载网络上的网络装置的网络链路。作为网络链路301的例子，可列举CAN总线等网络链路。302为与网络链路301及驱动装置5、识别装置6、除301以外的网络链路(包括专用线)连接，进行驱动装置5、识别装置6的控制及信息获取以及与网络的数据收发的ECU。303为连接多个网络链路301、与各网络链路301进行数据的收发的网关(以下记作GW)。
在本实施例中，对2个总线上连接有多个ECU 302的总线型网络拓扑进行了说明，但可以采用多个ECU 302与GW 303直接连接的星型网络拓扑、ECU 302呈环状连接于一系列链路的链路型网络拓扑、各个类型混合而通过多个网络构成的混合型网络拓扑等。关于GW303和ECU 302，分别有具有GW功能的ECU、或者具有ECU功能的GW。
ECU 302根据接收自网络的数据而进行如下控制处理：向驱动装置5输出控制信号、从识别装置6获取信息、向网络输出控制信号及信息、变更内部状态等。
图4为作为本发明的网络装置的ECU 302或GW 303的内部构成的一例。401为具有缓存、寄存器等存储元件而执行控制的CPU等处理器。402为对通过网络链路301或网络、专用线而连接起来的驱动装置5或/及识别装置6进行数据的收发的I/O(Input/Output)。403为使用未图示的时钟等进行时间及时刻的管理的计时器。404为保存程序及非易失性数据的ROM(Read Only Memory)。405为保存易失性数据的RAM(Random Access Memory)。406为ECU内部的通信所使用的内部总线。
接着，将在处理器401中进行动作的软件模块的构成示于图5。502为管理I/O 402的动作及状态、经由内部总线406对I/O 402进行指示的通信管理部。503为管理计时器403并进行时间相关信息的获取、控制的时间管理部。501为进行获取自I/O 402的数据的解析、整个软件模块的控制的控制部。504为保持后文叙述的外界识别图等信息的数据表。505为暂时确保数据的缓冲器。
图5的这些构成表示的是处理器401上的动作概念，在动作时，酌情从ROM 404及RAM 405获取需要的信息或者酌情写入至ROM 404及RAM 405，从而进行动作。
后文叙述的车辆控制系统的各功能是在控制部501中执行。
＜车辆控制系统的功能构成例＞
车辆控制系统的功能构成例示于图6。
601表示本发明的行动计划系统整体。602为统合识别部，其统合输出自多个识别装置6的外界识别信息而制作后文叙述的外界识别图，且具有后文叙述的故障检测部608，制作后文叙述的发生故障时的外界识别图。603为轨道生成判断部，其根据由统合识别部602生成的外界识别图以及从用户输入部605输入的用户输入进行判定，进行轨道生成、对运动控制部604的运动控制指示、对输出管理部606的输出指示、以及对通知管理部607的通知指示。604为运动控制部，其按照来自轨道生成判断部603的运动控制指示对多个驱动装置5进行控制。605为用户输入部，其按照来自输入装置8的输入而生成用户的指示信息。606为输出管理部，其根据轨道生成判断部603的输出对输出装置7进行输出指示。607为通知管理部，其根据轨道生成判断部603的输出对通知装置9进行通知指示。608为故障检测部，其检测识别装置6中发生的故障或者识别装置6与统合识别部602之间的通信路径上发生的故障。
统合识别部602、轨道生成判断部603、运动控制部604、用户输入部605、输出管理部606及通知管理部607的全部或任一种组合也称为行动计划系统，行动计划系统有时也包含驱动装置5、识别装置6、输出装置7、输入装置8、通知装置9中的一部分或全部。
行动计划系统601由多种功能构成，在图3所示的H/W上的功能配置存在多种模式。配置的一例示于图7。功能的配置并不限于此，各功能也可配置在不同于记载的ECU中。例如，也可将统合识别部602及轨道生成判断部603配置在同一ECU中。通过在同一ECU中配置功能，功能间的通信变得容易，可实现高速处理。此外，通过在不同ECU中配置功能，可保护各功能不受由H/W故障引起的共因故障的风险影响而实现高可靠化。各功能将于后文叙述。
＜外界识别方法＞
识别装置6的种类与在车辆控制系统的构成中叙述过的一致，通过与各识别装置的种类相应的动作原理来获取后文叙述的外界识别信息。主要由识别装置6所具有的传感器获取外界的物理测定值，并对测定值运用特定算法(例如针对获取到的图像的图像识别算法)而获取外界信息。
针对每一识别装置6而分别事先确定能够测定的范围。例如，就摄像机而言，规定拍摄方向和纵/横的角度、由像素数决定的远方距离的识别极限。另一方面，就雷达而言，规定电波的辐射角度和接收角度、距离。或者针对与环境相应的变化进行调整(校准)而测定能够测定的范围，从而确定识别装置6的可测定范围。通过组合各识别装置6获取到的外界信息，可确认车辆系统2的外界的状况。
外界识别的例子示于图8。此处展示的是设置在车辆系统1的前后左右四个方向的识别装置6正在获取外界信息的例子。通过输出自识别装置6的外界识别信息，统合识别部602能够确认周边存在哪种物体。
同样地，从通信装置3也能够获取外界识别信息。来自通信装置3的获取信息主要可列举例如存在于隐蔽处等遮蔽物的另一侧的物体的外界识别信息和位置信息等识别装置6无法观测的信息。通过获取自通信装置3的信息，车辆系统1能够确认物体的存在位置。
在外界识别中，识别装置6并不能可靠地识别所有物体，从而也存在不确定存在哪种物体的区域(不确定区域)。在该情况下，通过后文叙述的存在概率来表现不确定性以及物体的存在的可靠度。
＜外界识别信息＞
所谓外界识别信息，是表现存在于车辆系统的外部、被识别装置观测到的物体的信息。作为外界识别信息的例子，可列举物体类别(静止物体(墙壁、车道标线、交通信号灯、分离带、树木等)、动态物体(行人、汽车、二轮车辆、自行车等)、是否可行驶(区域侵入)、其他属性信息)、物体的相对位置信息(方向、距离)、物体的绝对位置信息(坐标等)、物体的速度、方向(移动方向、脸的朝向)、加速度、存在概率(可能性)、测定到外界识别信息的时间、实施测定的识别装置的ID等。
作为存在概率的计算方法，有如下方法：反映利用识别装置6中的物体判定的算法的可能性的运算结果以及时间序列下的观测结果(短时间内在相同位置存在相同类别的物体)，在判定为可能的情况下，提高概率。由此，可提高能够通过观测到的外界识别信息准确判定物体的可能性。
此外，通过保持测定到外界识别信息的时间，可制作多个外界识别信息经时间同步后的外界识别图。进而，即便在识别装置6发生故障的情况下，在这之后没有外界识别信息的更新时，也可掌握发生故障之前的最后的状态(最后位置、最后观测时间)而预测其后的行动。此外，在识别装置6的故障发生时间已知的情况下，还可仅信赖发生故障的识别装置6所制作的外界识别信息中发生故障之前的外界识别信息。
此外，通过将表示制作了各外界识别信息的识别装置6为哪一个的识别装置ID包含在各外界识别信息中，在某一识别装置发生故障的情况下，可确认哪一外界识别信息是从发生故障的识别装置输出的。
＜外界识别图＞
统合识别部602制作将接收自多个识别装置6的外界识别信息统合而成的统合识别信息(例如外界识别图)。外界识别图的例子示于图9。此处，针对正交的坐标系(网格)(图9的(a))，将各区域配置有物体信息的例子示于图9的(b)。物体信息例如为从上述外界识别信息的例子除去位置信息之后的内容，配置在各网格中。
在相同网格中存在多个物体信息(例如多个识别装置观测相同网格的位置)的情况下，例如在多个识别装置能够进行识别时，通过提高存在概率，可提高识别的精度，相反，在观测同一网格的多个识别装置无法进行识别时，通过降低存在概率，可提高识别的精度。在信息不一致的情况下，以任一概率较高的外界识别信息为优先，另一方面，降低该网格中的物体信息的存在概率。由此，在多个识别装置6识别到不同信息的情况下，可降低存在概率而降低物体信息的可靠度。
作为外界识别图的另一种表现，除了利用网格的记述以外，还有针对识别出的每一物体加以列表化的列表型方式。列表型记述的例子示于图10。1001表示列表显示下的整个外界识别图。如此，通过以列表型来保持外界识别图，与网格型相比，可削减数据量。
＜行动预测＞
外界识别图并非全部都只是使用当前观测到的外界识别信息来制作，也可根据以往的外界识别信息进行预测(行动预测)来制作。例如在经过一定时间之后，若为静止物体，则存在于相同位置(不是与车辆的相对位置，而是路面上的相同位置)的可能性较高，此外，若为动态物体，则能够根据之前的位置、速度、加速度等来预测一定时间之后的位置。如此，通过使用预测出的外界识别信息，能够进行当前无法观测的位置的信息的预测。
虽然行动预测可由统合识别部602根据外界识别图来加以实施，但例如也可由识别装置6对外界识别信息附加以后的预测信息并发送而通知统合识别部602。在该情况下，是由各识别装置6进行预测，能够减少统合识别部602的与行动预测相关的运算量。此外，在另一方式中，也可由轨道生成判断部603利用当前的外界识别图进行需要的物体的行动预测。由此，可降低统合识别部602到轨道生成判断部603的通信负荷，进而能够仅进行轨道生成及判断所需的物体的行动预测。
＜轨道生成＞
对基于外界识别图的轨道生成方法进行说明。轨道是以满足车辆系统1能够安全行驶(例如，碰撞至其他障碍物的可能性较低)的安全性制约、车辆系统1能够实现的加速度、减速度、横摆率等运动制约的方式生成。
在图9的(b)的例子的外界识别图中，使用图11对自身车辆移动至右车道的轨道生成例进行说明。此处展示的是如下例子：右车道中存在行驶车辆，但自身车辆的速度比行驶车辆快，可进行车道变更。首先，制作自身车辆满足运动制约而移动至右车道的轨道。其后，针对制作好的轨道，根据其他动态物体的预测轨道(例如当前速度以及假设的加速度下的一定时间之后的位置)和自身车辆的轨道来计算是否会发生碰撞。在计算出不会发生碰撞的情况下，根据所述自身车辆的轨道来进行自身车辆的控制。在计算出会发生碰撞的情况下，待机一定时间之后再次进行计算或者生成满足运动制约的另一轨道，并同样地计算安全性制约。
关于安全性制约的计算方法，除了像上述那样将根据动态物体的当前速度及假设加减速度而假设的区域作为禁止进入区域的方法(禁止进入区域法)以外，还有根据各物体的类别、速度、行进方向来计算各区域的风险并算出风险潜在性的潜在性图法。在使用潜在性图法的情况下，生成所生成的潜在性图中潜在性最低、不会进入至一定值以上的潜在性区域的轨道，并且将满足自身车辆的运动制约的轨道作为生成轨道。
关于禁止进入区域，需要动态物体的行动预测。关于行动预测，有将以动态物体以当前的速度、加速度及方向移动之后到达的点为中心的一定区域设为禁止进入区域的方法。如此，通过将一定区域设为禁止进入区域，不需要复杂的预测下的运算。
如此，轨道生成判断部603根据车辆移动的方向、运动制约、安全性制约来制作轨道，并根据所生成的轨道对运动控制部604发送轨道信息，运动控制部604根据轨道信息来控制驱动装置5，从而控制车辆系统1的运动。
＜故障判定＞
对故障发生的判定方法进行说明。统合识别部602经由网络或专用线等通信路径与识别装置6进行通信，在通信中判定有无故障。关于通信路径的故障，能够通过无法进行通信(通信处理发生错误响应、信号线的电位异常)、通信的信号值异常(例如CRC失配、固定数据模式不一致)等来判定通信路径的故障。关于通信路径的故障，此外还可具有除发送上述外界识别信息的通信路径以外的通信路径，从所述路径通知发送外界识别信息的通信路径发生了故障这一情况。
此外，关于识别装置6的故障，可列举以一定周期送出的数据未到达、延迟到达、无法接收固定的数据模式(第一位始终为1、CRC不一致等)、请求数据发送但无响应等。
除了这些判定方法以外，还能够根据发送数据的动作(行为)来判定故障。例如，关于外界识别信息，在物体实施假设之外的动作(未假设为识别装置6的输出，结果获取到例如以超过物体类别的物理极限的移动速度进行移动这一信息)、概率范围之外的物体出现或消失、获取到额外的参数等动作发生异常的情况下，将输出了具有异常的动作的物体的外界识别信息的识别装置6视为发生故障，进行后文叙述的故障范围的判定。
此外，识别装置6有时也会将自身发生了故障这一情况通知统合识别部602。尤其是在发生了特定区域的识别功能的故障(传感器设备的异常等)的情况下，在识别装置6能够判定所述故障时，也可发送该特定区域发生了故障这一情况。在该情况下，能够将该特定区域用于后文叙述的故障范围的判定。
通过这些故障判定结果，能够判定哪一识别装置6发生了故障，从而能够确定无法进行识别的故障发生范围。
尤其是在通过动作检测到发生了故障的情况下，就故障发生时刻而言，判断在接收到所述动作异常的外界识别信息之前就已发生故障，这之后的外界识别信息便废弃而不用于车辆系统1的控制。由此，可防止利用故障发生后的错误的外界识别信息来生成错误的轨道。
此外，关于识别装置6的故障发生时刻，可在设计时假设在检测到故障之后的一定时刻之前就已发生故障而进行处理。例如，将通过上述故障判定方法(例如通信的中断)而检测到故障的时刻设为T，将T－a(a为设计值，例如故障发生后通信中断之前的假设时间)作为故障发生时刻，将故障发生时刻之后从识别为发生了故障的识别装置6输出的外界识别信息全部废弃。由此，识别装置6能够延长从故障发生检测起到通知为止的时间(故障检测处理负荷降低)，进而，可防止统合识别部602根据错误的外界识别信息进行处理。
＜基于故障发生状态的轨道生成流程＞
使用图1，对基于故障发生状态的、基于本发明的行动计划系统601的轨道生成方法进行说明。
统合识别部602从识别装置6获取外界识别信息(S101)。在S101之后或者同时进行故障判定，判定识别装置6或者与识别装置6的通信路径是否发生了故障(识别功能是否有故障)(S102)。在根据S102而判定识别功能无故障的情况下(S103中的“否”)，照常实施轨道生成处理，因此统合识别部602根据外界识别信息来制作外界识别图，并发送至轨道生成判断部603。轨道生成判断部根据外界识别图，通过所述轨道生成方法来进行轨道生成(S106)。另一方面，在根据S102而判定识别功能发生了故障的情况下(S103中的“是”)，统合识别部602通过上述故障判定方法中所记载的方法来判断发生故障的范围，并制作包含故障范围的外界识别图(S104)。在S104之后，统合识别部602将制作好的外界识别图发送至轨道生成判断部603。轨道生成判断部603根据接收自统合识别部602的外界识别图，通过后文叙述的故障应对轨道生成的方法来生成应对识别功能的故障的轨道(S105)。如此一来，在识别功能发生故障的情况下，能够生成基于识别功能的故障范围的轨道。
此处，通过将发生故障的范围内发生故障的时刻之后的外界识别信息废弃、在基于故障发生状态的轨道生成中不使用所述外界识别信息，能够避免根据故障发生后的外界识别信息来生成错误的轨道。
＜故障应对轨道生成＞
发生故障时的外界识别图的具体例示于图12。此处展示的是监视车辆系统的右侧的识别装置6发生故障的例子(图12的(a)的斜线部)。在该情况下，由于故障发生区域内存在发生故障之前观测到的动态物体，因此，针对其行动进行从故障发生前最后进行观测的时间点起的行动预测，根据包含故障发生范围的行动预测的结果的外界识别图来生成转移至后文叙述的故障发生时安全状态的轨道。
作为轨道生成判断部所制作的轨道的例子，例如生成如下轨道：由于前方未发生故障，因此直接朝前方行进，或者，由于左侧的识别装置也没有发生故障，因此朝左侧行进，并确认没有障碍物而安全的区域而停止等。
同样地，车辆左侧的识别装置发生故障的情况下的动作示于图12的(c)。此处展示的是无法识别车辆左侧的情况。在该情况下也一样，生成转移至后文叙述的故障发生时安全状态的轨道。作为例子，生成如下轨道：由于前方未发生故障，因此直接朝前方行进，或者，由于左侧的识别装置的故障发生范围内在故障发生前不存在动态物体，因此判断为安全而朝左侧行进，并确认没有障碍物而安全的区域而停止等。以如此方式生成应对故障发生范围的轨道，能够避免故障发生范围内存在的风险，并且能够在可确认的范围内进行安全的动作。
此处，作为故障发生范围的表现方法，展示的是网格型的例子，但列表型也一样，通过将物体的类别、范围作为发生故障的范围，同样可进行表现。
对于故障发生后的外界识别图，每经过一定时间便进行信息的更新，进行故障发生范围内所存在的动态物体的行动预测，并与从正常的识别装置输出的外界识别信息进行组合，根据行动预测结果再次制作外界识别图。由此，可对经过一定时间之后的故障发生范围的行动再次进行预测。
＜故障发生时安全状态＞
下面展示发生故障的情况下的安全状态(故障发生时安全状态)的例子。作为安全状态的例子，在预测的范围内没有发生碰撞的可能性、或者在安全的状态下将控制转交至用户等状态。
作为一例，在未发生故障的识别装置6能识别且能移动的范围内静止于可安全停止的区域(例如路肩等)内。通过安全地停止于行驶车道外，可在其后持续维持安全状态并视状况将控制转交至用户。
在该情况下，例如在故障发生范围等自身车辆周边存在动态物体且动态物体的行动预测轨道会与去往所述自身车辆能安全地静止的区域的轨道交叉时，并非安全状态而不进行这种行动。
此外，由于故障发生范围丧失了识别功能，因此难以确定存在的是哪种障碍物，所以自身车辆不进入至故障发生范围也是维持安全状态所需要的。
此外，安全状态的另一例是在维持当前行驶状态的状态下将操作转交至用户。例如在像图12的(a)(b)的例子那样前方能识别而能继续直线行驶状态的情况下，一边继续直线行驶、一边进行后文叙述的对用户的通知并将控制转交至用户也是故障发生时安全状态。
在这种情况下，例如通过在车道内朝与识别装置6发生故障的方向相反一侧的车道靠近，能够与故障发生范围内所存在的动态物体隔开距离，从而可增加安全性。
此外，同样地，通过在转交至用户之前的期间内一边判断能够识别的范围一边进行例如缓慢的减速，可降低发生碰撞等情况下的速度，从而可提高安全性。
此外，在前方可识别而继续直线前进路径的情况下等，并非必须将操作转交至用户，可由行动计划系统继续进行控制。只有在动态物体侵入至故障发生范围等在识别装置发生故障的状态下难以或者有可能难以确保安全性的情况下，才将操作转交至用户。由此，行动计划系统可长时间进行控制而减轻用户的负担。
此外，作为不论向哪种安全状态都难以转移的情况下的优先顺序，优先度最高的是避免能够识别的范围的碰撞、然后是与故障发生范围的预测障碍物的碰撞这一优先顺序。也就是说，在判断不论向哪种安全状态都难以转移的情况下，进行如下行动计划：进行避免能够识别的范围的碰撞的行动，并容许与预测障碍物的碰撞。由此，能够进行避免与能识别的车辆的碰撞的行动。
＜车辆状态向用户的输出、向车外的通知＞
车辆控制系统2经由输出装置7对用户、或者经由通知装置9或通信装置3对车辆的外部输出当前的车辆的状态。例如，在车辆系统1的某一部分发生故障的情况下，经由输出装置7对用户实施警告等的亮灯或者声音警告。同时，经由通知装置9或通信装置3对车辆外部实施利用灯光的警告状态的输出、利用扬声器的警告音、故障相关信息等的输出等。
在上述识别装置6发生故障的情况下，利用警告等或声音通知用户发生故障这一情况，进而利用输出装置7所具有的显示器或警告灯对故障范围进行显示等。输出装置7的输出例示于图13。关于显示器的输出，可以像图13的状况显示1301所示的例子那样通知故障范围并显示生成的轨道，由此通知以后的车辆的动作。由此，在用户在发生故障时接管控制等情况下，容易预测以后的行动，从而能够安全地接管处理。此外，作为另一例，也可以是像前进道路显示1302那样以用户易于辨认以后的轨道的方式仅对轨道的最近的方向进行简易显示的例子，或者是像故障部位显示1303那样的易于轻易视觉辨认故障范围的显示例。由此，用户易于推测接管时的车辆的行为。此外，通过同时输出这些显示和警告音或者进行影像的闪烁显示等，可使得用户易于识别显示装置1300的显示。
此外，对车外的通知也一样，经由通知装置9或通信装置3而通知自身车辆发生故障这一情况以及发生故障的范围、以后的自身车辆的轨道的方向等。由此，后方车辆等可预测发生故障的车辆系统1的行动，从而可避免与自身车辆的碰撞等2次伤害。
实施例2
对本发明的第2实施例中的行动计划系统进行说明。与第1实施例的不同点在于，统合识别部602所进行的故障区域的动态物体的行动预测进行的是高安全的预测。
识别装置6发生故障的情况下的例子示于图14。此处展示的是监视车辆右侧的识别装置发生故障的例子(图14的(a))。此处，统合识别部602假设故障发生范围的动态物体对自身车辆进行高风险的行动。例如，在图14的例子中，预测右后方的车辆朝左侧进行车道变更等接近自身车辆的行动。
通过所述行动预测，判断自身车辆若直线前进则有可能发生碰撞，从而进行朝左方移动的行动。如此，通过高风险地判断故障发生范围的动态物体的预测，可在更多的情况下确保自身车辆的安全性。
此处，高风险的行动主要是接近自身车辆的行动，关于接近的方法，可进行如下行动：例如假设物理极限值(速度、加速度)而进行与其行动预测相应的轨道生成，由此，只要不超过物理极限值，便不会与自身车辆发生碰撞。
此外，作为另一行动预测的方法，针对自身车辆的接近而预测遵守道路交通法的范围内的行动。例如，动态物体的速度上限超过规定速度或者安全规避行动等下的规定速度的一定比率、动态物体的车道变更的所需时间包括打信号的时间而在几秒钟以上、动态物体不会在车道外行驶、动态物体不会勉强超车等。如此，通过包括置有动态物体的状况来进行行动预测，即便故障范围内存在动态物体，也可进行遵守道路交通法的车辆不会碰撞至自身车辆的行动。
作为又一行动预测的方法，是使用针对以往的车辆的行动进行学习所得的结果。使用自身车辆或其他车辆以往观测到的车辆的行为数据来预测故障范围的动态物体的行动。在该情况下，以可规避以往观测到的车辆行为数据中风险最高(短时间内接近自身车辆)的行动的方式规划行动。通过如此进行行动预测，即便故障范围内存在动态物体，只要不存在进行比以往学习到的车辆模式风险高的行动的车辆，就可进行车辆不会碰撞至自身车辆的行动。此外，除了使用学习结果中上述最差值以外，通过使用众数或者判断以往学习的模式中90％的动作模式是安全的，虽然相较于最差值的预测而言存在风险，但可进行能够只应对频率更高的风险的行动预测。
实施例3
对本发明的第3实施例中的行动计划系统进行说明。与第1实施例的不同点在于，识别发生故障的范围，且轨道生成判断部603在所述故障应对轨道生成(S105)中进行避免动态物体侵入至该范围这样的轨道生成处理。
图15表示发生故障时的动作例。图15的(a)展示的是车辆右侧的识别装置发生故障、车辆在右侧的故障发生范围的后方行驶的例子。在该情况下，根据自身车辆与右侧后方车辆的相对速度的不同，有车辆进入至故障发生区域之虞。为了避免这种情况，在提高自身车辆的速度的方向上进行控制，并且，在能够维持所述故障发生时安全状态的情况下朝规避方向移动。由此，能够避免车辆进入至死角方向，从而可提高安全性。
尤其是在像实施例2中记载的那样高安全地预测动态物体的安全性等情况下，故障发生范围内存在动态物体会导致行动范围变窄的可能性升高，因此，通过与本实施例进行组合，可在确保安全性的状态下扩大车辆系统的可行动范围。
实施例4
对本发明的第4实施例中的行动计划系统进行说明。与第1实施例的不同点在于，在统合识别部602所实施的行动预测中，识别发生故障的范围，并假设动态物体侵入至该范围而更新外界识别图。
图16表示发生故障时的动作例。图16的(a)展示的是车辆右侧的识别装置发生故障的例子，在即将发生故障之前故障发生区域内不存在动态物体的情况下，在刚发生故障之后，如图16的(b)所示，在外界识别图中判定故障发生区域内不存在动态物体。其后，经过一定时间之后，假设动态物体从可进入的范围(推测不存在不可侵入的静止物体的范围)侵入至发生故障而无法识别的区域而进行预测(图16的(c))。其后，与上述实施例一样，进而假设动态物体从无法识别且可侵入的方向侵入而生成轨道。
由此，在存在因发生故障而产生的死角方向的情况下，对于从死角方向侵入的动态物体也进行行动预测，从而可避免碰撞。
实施例5
对本发明的第5实施例中的行动计划系统进行说明。与第1实施例的不同点在于存在具有与发生故障的识别装置的识别范围重复的识别范围的识别装置的情况下的处理。
展示车辆右侧的识别装置中的1个发生故障的例子。该情况下的未发生故障的识别装置的识别结果示于图17的(a)。此处，(a)的识别结果中有前文所述的不确定区域(识别装置难以确定的区域)，从而存在有可能存在动态物体的区域(图中的“不可靠检测区域”)。在未发生故障的情况下，如前文所述，通过输出自多个识别装置的概率的叠加来改善不确定区域的存在概率。
观测与图17的(a)所识别的区域相同的区域的识别装置发生故障的情况下的例子示于图17的(b)。该情况下的发生故障时的外界识别方法与实施例1中所记载的方法相同。此外，此处，作为例子，在故障发生范围内，将发生故障之前不存在动态物体的区域内存在动态物体的存在概率一律设为0.3，将发生故障之前存在动态物体的区域以及该动态物体的行动预测范围的存在概率设为0.8。
将这些识别结果叠加而得的结果示于图17的(c)。关于图中的(A)区域，由于未发生故障的识别装置(以下称为正常识别装置)中识别为不存在物体(存在概率为0)，因此其乘算结果即动态物体的存在概率为0。
关于图中的(B)区域，由于正常识别装置的输出为不确定的区域，因此，例如由正常的识别装置计算出的存在概率为0.3，若与故障发生区域的存在概率(0.3)相乘，则结果存在概率为0.09。在平常的叠加中，当前发生故障的识别装置的输出是正常的，若存在概率明确(1或0)，则叠加后的存在概率会更明确(0.3或0)，而在发生故障的情况下，在之前不存在障碍物时，也能够降低存在概率。
关于图中的(C)区域，正常的识别装置能够可靠地识别(存在概率1.0)，但若与发生故障的识别装置的存在概率(0.8)叠加，则存在概率为0.8。与上述一样，若发生故障的识别装置是正常的，则存在概率会更明确，而根据之前存在动态物体这一信息，对于存在概率较高的地方，能够提高存在概率。
如此，关于通过多个识别装置的叠加而识别的范围，在发生故障的情况下对故障范围进行预测并推断、叠加存在概率，由此与在故障时由正常的识别装置单独进行识别的情况相比，能够进行确保了契合故障预测结果的安全性的行动。
再者，通过像实施例2记载的那样高安全地进行此时的故障发生范围的行动预测，与仅仅依靠未发生故障的识别装置来制作外界识别图的情况相比，可高安全地预测不可靠检测区域的存在概率。
实施例6
对本发明的第6实施例的行动计划系统进行说明。此处，对在车道变更动作中发生假设之外的状况的情况下的动作例进行说明。作为假设之外的状况的具体例，图18的(a)表示监视后方的识别装置发生故障的情况下的例子。该情况下的外界识别图的例子和轨道的生成例示于图18的(b)。在本实施例中，与实施例1的情况一样，也是一边进行故障范围的预测一边进行控制，但此时的故障发生时安全状态是中断车道变更动作(即，向左右车道的移动动作)。由此，对于从左右两车道后方接近的车辆避免产生因继续车道变更动作而引发的危险。
此时，车辆系统将上述车辆状态通知用户。如此，通过对用户通知故障发生，可使得用户在其后接管控制而维持安全的状态。此外，车辆系统对车外进行通知。如此，通过对车外通知故障发生，其他车辆也能够确认进行该控制的车辆发生了故障，从而可采取规避行动。作为对车外的通知的方法，例如点亮危险警告灯等。
另外，作为中断车道变更动作的情况下的控制，考虑了各种控制。首先，中断车道变更动作的情况下的控制之一是在维持中断车道变更动作的车道宽度方向位置的状态下持续沿车道的动作。在该情况下，轨道生成判断部603从中断车道变更动作的位置起重新生成沿车道的轨道，运动控制部604沿所生成的轨道控制车辆。在此期间，控制被转交至作为驾驶员的用户。例如，在车辆处于跨越多个车道的车道宽度方向位置时发生假设之外的状况的情况下，车辆以跨越这多个车道的状态沿车道行驶。在假设之外的状况为一部分识别装置6的故障等故障的情况下，在统合识别部602能够通过未发生故障的识别装置6来检测道路的前进方向(即，车道的方向或者白线等车道标线的方向)时，根据检测到的前进方向来控制车辆。
中断车道变更动作的情况下的控制的另一例如下。首先，轨道生成判断部603将车道变更动作划分为多个阶段，进行与各阶段相应的处理。车辆属于哪一阶段是根据车辆相对于进行车道变更动作时所生成的轨道或车道的相对位置来确定。车道变更动作是涉及原车道和相邻车道等不同车道的动作，因此，根据其阶段的不同，认为安全的动作是不一样的。因而，若在发生假设之外的状况时能够根据车道变更动作的各阶段来进行不同控制，则不仅对于自身车辆而言，对于其他车辆而言也能够提高能确保安全性的可能性。
再者，在利用车辆相对于轨道的相对位置来确定车辆所属的阶段的情况下，是使用自身车辆相对于轨道的起点到终点这一全行程的进展的程度或进展率。此外，在利用车辆相对于车道的相对位置来确定车辆所属的阶段的情况下，是根据车辆相对于连结变更原车道与变更目标车道的方向(即，与道路的前进方向交叉的方向或者车道宽度方向)的相对位置来确定。此外，关于车辆的位置本身，设为车辆的长度方向及宽度方向的中心的位置是最简便的，但可以使用摄像机的位置、驾驶座的位置、车辆的角部、前方部等任意位置。
车道变更动作具体划分为初期阶段、中期阶段、后期阶段3个阶段。关于各阶段，可将车道变更动作单纯地3等分，也可例如将初期阶段设为车辆只包含在移动初始车道内的情况、将中期阶段设为车辆跨越两车道的情况、将后期阶段设为车辆只包含在移动目标车道内的情况。
接着，对将车道变更动作划分为3个阶段的情况下的各阶段中的控制进行说明。首先，对初期阶段(例如车宽的2/3存在于移动前车道内)和后期阶段(例如车宽的2/3存在于移动后车道内)以外的状态(以下称为中期阶段)进行说明。在初期阶段，以返回至移动前车道的方式进行移动，在后期阶段，移动至移动目标车道。如此一来，可减少中断车道变更动作之后的移动量，因此可提高安全性。更具体而言，在初期阶段，返回至移动初始车道中的原车道宽度方向位置(当初的车道变更动作的轨道的起点)。此外，在后期阶段，移动至当初的车道变更动作的轨道的终点。该后期阶段的控制的结果是恢复暂时中断的车道变更动作，相当于完成车道变更动作。
再者，在初期阶段或后期阶段，除了上述控制以外还考虑了各种控制，例如，还考虑移动至自身车辆所跨越的2个车道中包含自身车辆的比例较小一方的车道内确保其他车辆能够通过的宽度的位置。即，若为初期阶段，则移动至移动初始车道内确保其他车辆能够通过的宽度的位置，若为后期阶段，则移动至移动目标车道内确保其他车辆能够通过的宽度的位置。通过该控制，能够确保其他车辆从自身车辆旁边穿过的空间，因此其他车辆能够容易地进行危险规避。
在中期阶段，考虑各种控制。作为中期阶段中的第一种控制，与上述中断车道变更动作的情况下的第一种控制一样，在维持中断车道变更动作的车道宽度方向位置的状态下进行沿车道的动作。
此外，作为中期阶段中的控制的另一例，考虑使自身车辆移动至自身车辆所跨越的2个车道中包含自身车辆的比例较大一方的车道内。如此一来，可减少中断车道变更动作之后的移动量，因此能够提高安全性。更优选以自身车辆的侧部贴靠至与2个车道的交界线(通常为车道标线)相对应的位置的方式使自身车辆移动。如此一来，至少成为自身车辆从不同于自身车辆的车道的另一车道退避的状态，另一方面，在自身车辆的车道内也是靠边的位置，因此能够使得在与自身车辆相同的车道内行驶的其他车辆易于进行危险规避。
作为中期阶段的又一控制例，考虑如下方法：在左右的两个相邻车道内有后方车辆的情况下，测量各后方车辆与自身车辆的距离，使自身车辆朝距离较远一方的车道移动。此外，作为另一控制例，还考虑使自身车辆朝两车道中其前方还有车道或路肩等行驶空间一方的车道移动的方法。如此一来，即便在万一后方车辆急速接近的情况下，也可确保后方车辆的规避路线。
此外，车辆后方识别装置的一部分(例如后方右半部分的识别装置)的功能发生故障的情况下的例子示于图18的(c)。如此，在能够确保某一车道的安全性的情况下，通过移动至能够确认安全性的车道侧(该例中为左侧)(图18的(d))，能够进行更安全的行动。
此外，关于中期阶段的行动，也可根据其后车辆希望前进的前进道路及行动来改变优先顺序而行动。例如，在希望通过车道变更来进行分路、路线变更的情况下，考虑提高继续移动的阈值。例如，在上文中，作为划分为后期阶段的阈值，是将存在于移动后车道内的比例设为“车宽的2/3”，但也可将该阈值设定得低于2/3。此外，在中期阶段，在维持车道宽度方向位置而行驶的情况下，也考虑通过贴靠移动目标车道进行维持来使得其后容易进行车道变更。此外，在对前方车辆进行超车动作的情况下，考虑提高回归原车道的阈值。例如，在上文中，作为划分为初期阶段的阈值，是将存在于移动前车道内的比例设为“车宽的2/3”，但也可将该阈值设定得低于2/3。
再者，实施例6是发生识别装置6的故障作为假设之外的状况的情况下的实施例，但实施例6中叙述过的中断车道变更动作的情况下的控制本身并非只是在发生识别装置6的故障等故障的情况下才有效，在其他情景下也是有效的。所谓其他情景，例如是指在车道变更动作中识别到在生成轨道当初未作假设的其他车辆(尤其是后方车辆)的情景。在这种其他情景下，通过中断车道变更动作，也可避免危险的产生。在上述构成及效果中，不限于故障等故障发生情景以外的构成及效果在这种其他情景中也可通用。
根据以上说明过的实施例，在车辆系统的识别装置发生故障的情况下，通过识别故障发生范围并进行与故障发生范围相应的行动，可确保车辆系统的安全性。尤其是通过使用故障发生范围的以往的外界识别信息，能够生成维持安全状态的安全性较高的轨道。
根据另一实施例，通过在高安全地进行在故障发生前已存在于上述故障发生范围内的动态物体的预测之后进行轨道生成，能够进行更安全的行动计划而维持安全状态。
根据另一实施例，通过生成防止动态物体侵入至所述故障发生范围的轨道而行动，能够避免动态物体侵入至故障发生范围的风险。
根据另一实施例，通过假设动态物体从故障发生范围的死角方向进入而进行行动预测，能够生成对于从故障发生范围的死角方向进入的动态物体而言也较为安全的轨道。
根据另一实施例，在多个识别装置重复进行识别的区域内某一识别装置发生故障的情况下，能够结合行动预测结果来进行更高精度的动态物体的识别而进行发生故障时的行动计划。
根据又一实施例，即便在进行车道变更时识别装置发生故障的情况下，也能够进行契合当前的控制状态的安全状态的维持，并且能够对用户及车外进行通知而进行安全状态的维持。
符号说明
1 车辆系统
2 车辆控制系统
3 通信装置
4 车辆控制系统
5 驱动装置
6 识别装置
7 输出装置
8 输入装置
9 通知装置
301 网络链路
302 ECU
303 GW
401 处理器
402 I/O
403 计时器
404 ROM
405 RAM
406 内部总线
501 控制部
502 通信管理部
503 时间管理部
504 数据表
505 缓冲器
601 行动计划系统
602 统合识别部
603 轨道生成判断部
604 运动控制部
605 用户输入部
606 输出管理部
607 通知管理部
608 故障检测部
1001 外界识别图
1300 显示装置
1301 状况显示
1302 前进道路显示
1303 故障部位显示。

Claims (9)

1.一种行动计划装置，其特征在于，具有：
故障检测部，其检测并通知外界识别部的故障发生；
统合识别部，其对输出自所述外界识别部的外界识别信息进行统合并输出统合识别信息；以及
轨道生成判断部，其根据所述统合识别部所输出的统合识别信息对驱动部进行执行故障时行动的控制指示，
所述轨道生成判断部根据所述故障检测部的通知进行指示，以采取故障应对行动。
2.根据权利要求1所述的行动计划装置，其特征在于，所述轨道生成判断部根据所述故障检测部所通知的故障发生范围内的以往的外界识别信息而生成转移至安全状态的故障应对轨道。
3.根据权利要求2所述的行动计划装置，其特征在于，所述轨道生成判断部判定故障发生时间，将所述故障检测部所识别出的故障发生范围内的故障发生时间之后的外界识别信息废弃。
4.一种行动计划装置，其特征在于，除了具有根据权利要求1所述的行动计划装置的构成以外，还具有对车外通知故障发生的通知部，前通知部在故障应对行动中通知所述故障检测部所通知的故障检测信息。
5.根据权利要求2所述的行动计划装置，其特征在于，所述统合识别部高安全地预测故障发生范围的动态物体的行动。
6.根据权利要求2所述的行动计划装置，其特征在于，所述轨道生成判断部生成避免动态物体进入至故障发生范围的轨道。
7.根据权利要求2所述的行动计划装置，其特征在于，所述统合识别部将故障发生范围的行动预测结果与未发生故障的识别装置所输出的相同区域的外界识别信息的存在概率相叠加来进行运算。
8.根据权利要求2所述的行动计划装置，其特征在于，所述轨道生成运算部维持车道的中间状态作为车道变更的中间状态下的安全状态。
9.一种行动计划装置，其特征在于，除了具有根据权利要求1至8所述的行动计划装置的构成以外，还具有对用户通知故障发生状态的输出部，并且，所述输出部在发生故障时对用户通知故障发生。
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