CN112141130A - 自动驾驶车辆以及运行管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在通信异常时也继续实施利用了自动运行功能的运行的自动驾驶车辆以及运行管理系统。本发明涉及具有按照通过通信而从运行管理中心(12)提供的以在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表从而在预先规定的行驶路径上自动运行的自动模式的自动驾驶车辆(10)。自动驾驶车辆(10)在所述通信为正常的情况下，在自动模式下按照通过通信而被提供的所述运行时间表来实施自动运行，在通信发生了异常的情况下，转变为如下的半自动模式，所述半自动模式为，在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心(12)进行通信的功能被限制了的状态下使所述自动驾驶车辆(10)运行的模式。

Description

自动驾驶车辆以及运行管理系统

技术领域

本发明涉及一种按照运行时间表而在预先规定的行驶路径上自动行驶的自动驾驶车辆以及实施其运行管理的运行管理系统。

背景技术

一直以来，关于车辆的自动驾驶，存在各种提案。在专利文献1中，公开了一种自动驾驶车辆在各停靠站停车并且在预先规定的路线上自动行驶的系统。在该系统中，管制中心基于标准时间表而对自动行驶车辆在各停靠站的到达、发车进行控制。特别是，通过将发车时刻、至下一停靠站的到达预定时刻发送至自动行驶车辆，并决定停靠站之间的行驶模式，从而能够不进行标准时间表的变更，而对车辆运行进行管理。此外，在专利文献2中，示出了根据利用者的请求而对公共汽车的运行进行控制的系统。即，根据利用者的请求，运行管理中心制作在何时何地进行行驶的运行计划，并将其发送至公共汽车，公共汽车基于运行计划而进行行驶。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-53044号公报

专利文献2：日本特开2017-182137号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1、2中记载的系统中，在中心决定自动驾驶车辆何时何地进行行驶，并对车辆的自动驾驶进行控制。因此，在自动驾驶车辆中能够正常地进行通信的情况成为前提。而且，在专利文献1、2中，并未研究在自动驾驶车辆中发生了通信异常的情况下应该如何运行。此外，为了准备应对发生通信异常的情况而预先准备预备车辆的效率不高。

本发明的目的在于，即使在自动驾驶车辆中发生了通信异常的情况下，也继续实施利用了自动运行功能的运行。

用于解决课题的手段

本发明为一种自动驾驶车辆，其具有如下的自动模式，所述自动模式为，按照通过通信从运行管理中心提供的以在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表，而在预先规定的行驶路径上自动运行的模式，其中，在所述通信为正常的情况下，在所述自动模式下按照通过通信而被提供的所述运行时间表来实施自动运行，在通信中发生了异常的情况下，转变为如下的半自动模式，所述半自动模式为，在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心进行通信的功能被限制了的状态下使所述自动驾驶车辆运行的模式。

此外，也可以采取如下的方式，即，所述运行时间表包括关于至所述行驶路径中的预定位置的到达时刻的信息，在所述半自动模式下，不按照异常发生后的所述运行时间表，而在所述行驶路径上自主行驶。

此外，也可以采取如下的方式，即，在所述半自动模式下，自动地实施转向，并在预先规定的行驶路径上自主行驶，并对自动地实施加速的功能进行限制，而根据乘员的操作，实施在所述自动模式下自动实施的加速的至少一部分。

此外，也可以采取如下的方式，即，在所述半自动模式下，根据乘员的操作，实施加速以及减速。

此外，也可以采取如下的方式，即，在通信恢复为正常的状态的情况下，转变为按照通信恢复后的运行时间表的所述自动模式。

此外，本发明为一种运行管理系统，其通过通信而从运行管理中心向多台自动驾驶车辆提供以在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表，并使所述自动驾驶车辆在预先规定的行驶路径上自动运行，其中，在所述通信为正常的情况下，向各自动驾驶车辆提供所述运行时间表，并使各自动驾驶车辆在按照所述运行时间表而自动运行的自动模式下自动运行，在与一部分的所述自动驾驶车辆之间的通信中发生了异常的情况下，对于通信为正常的所述自动驾驶车辆而言，使其依然继续实施所述自动模式，对于在通信中发生了异常的所述自动驾驶车辆而言，使其在如下的半自动模式下自主行驶，其中，所述半自动模式为，在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心进行通信的功能被限制了的状态下使所述自动驾驶车辆运行的模式。

此外，本发明为一种自动驾驶车辆，其在预先规定的行驶路径上行驶，并具有：自动模式，其为按照通过通信从运行管理中心提供的以在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表，而自动地实施加减速、转向的模式；半自动模式，其为在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心进行通信的功能被限制了的状态下，自动地实施转向，并且根据乘员的操作来实施加减速的模式；手动模式，其为根据乘员的操作来实施加减速以及转向的模式。

此外，也可以采取如下的方式，即，包括机械性操作部，所述机械性操作部由所述乘员操作，根据由所述乘员施加于所述机械性操作部上的力的前后左右的方向，实施转向以及加减速。

发明效果

根据本发明，在自动驾驶车辆中发生了通信障碍的情况下，能够通过半自动模式而在对自动运行功能的一部分施加了限制的同时继续实施利用了自动运行功能的运行。因此，不会立即将该车辆从运行中排除，另外，实施操作的乘员的工作也变得比较容易。

附图说明

图1为表示运行自动驾驶车辆的车辆运行系统的整体结构的框图。

图2为表示实施自动驾驶的车辆10的结构的框图。

图3为示意性地表示车辆10的行驶路径的示例的图。

图4为表示通常行驶时的处理的流程图。

图5为实施停靠站中的停车/起步的流程图。

图6为表示停靠站52的周边的示意图。

图7为机械性操作部36c的结构例的主视图。

图8为机械性操作部36c的结构例的侧视图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，将基于附图来进行说明。另外，本发明并未被限定于记载于此的实施方式。

「车辆运行系统整体结构」

图1为，表示运行自动驾驶车辆的车辆运行系统的整体结构的框图。在该系统中，多个自动驾驶车辆(车辆)10在被预先规定的行驶路径中运行。车辆10为，例如被运行在规定的路线上的同乘公共汽车，并且在停靠站进行停车且在固定的地区中循环。

运行管理中心12包括具有通信功能的计算机，并对车辆10的运行进行管理。即，制作并保存包括车辆10的投入(将新的车辆追加到按照运行时间表的运行路径中)、排出(跳出)(将正在进行按照运行时间表的运行的车辆从运行路径中去除)在内的、多台车辆10的运行计划。在该运行计划中，包括有各个车辆10是在何时何地进行行驶(例如，到达预定位置的预定时刻)这样的运行时间表。例如，如果车辆10以20km/h进行行驶，且作为各个车辆10间的间隔而维持5km，则车辆10将会以15分钟间隔而到达停靠站。运行管理中心12始终掌握各个车辆10的位置，并随时更新各个车辆10的运行时间表并将其发送给对应的车辆10。各个车辆10以按照被发送来的运行时间表而在到达预定时刻到达预定位置的方式对行驶(加减速)进行控制。以此方式，在从运行管理中心12被发送给车辆10的运行时间表中，至少包括有车辆10到达预定位置的到达预定时刻这一关于行驶速度的指令。此外，运行管理中心12能够在车辆10的故障等紧急状态时，自动地制作与之相对应的计划。

多个通信基站14与运行管理中心12相连接，并且该多个通信基站14和多台车辆10通过无线通信而相连接。因此，车辆10能够在与运行管理中心12通过通信而进行信息交换的同时，根据来自运行管理中心12的指令而进行行驶。

运行管理室终端16与运行管理中心12相连接，并且通过该运行管理室终端16，从而在运行管理中心12中实施必要的指令或数据的输入，此外还利用显示器等而向系统操作员提供信息。

车库终端18与运行管理中心12相连接。该车库终端18被设置在没有进行自动行驶的离线的车辆10所停放的车库中，并且实施与车库相关联且必要的信息的输入输出。在车库中，设置有充电设施，并且能够根据需要而对被搭载于车辆10上的蓄电池进行充电。

信息提供服务器20与运行管理中心12相连接。该信息提供服务器20将车辆10的运行信息提供给用户。通信基站24经由通信网22而与信息提供服务器20相连接，并且该通信基站24与用户终端26通过无线通信而相连接。用户终端26优选为智能手机等便携式终端，从而乘坐在车辆10上的用户可对车辆10的运行状况进行确认。另外，在各个停靠站中也设置有终端，并显示关于下一个将到达该停靠站的车辆10的信息。

「车辆的结构」

图2为，表示具有根据来自运行管理中心12的指示而进行自动驾驶的自动模式并实施自动驾驶的车辆10的结构的框图。通信装置30与通信基站14进行无线通信，从而接收发送各种信息。控制装置32与通信装置30相连接，并且在通信装置30中所发送接收的信息通过控制装置32而被处理。控制装置32对包括车辆10的行驶在内的动作整体进行控制。

本车位置检测器28、摄像机34、输入数据的输入装置36与控制装置32相连接，并且由本车位置检测器28所检测出的本车位置、在摄像机34中被拍摄到的车辆10的周边的影像、从输入装置36被输入的关于行驶的指令等被供给到控制装置32中。本车位置检测器28包括GPS装置、陀螺仪，并且也利用行驶路径的信标、来自停靠站的发射机等的位置信息来随时检测本车位置信息。所检测出的本车位置、所拍摄到的周边的影像等被适当地供给至运行管理中心12。在输入装置36中包括有用于转变为自动模式的自动模式按钮36a、在停靠站等用于指令车辆10的起步的起步按钮36b、由操作员进行操作的机械性操作部36c。此外，在控制装置32上，连接有包括显示器38a、扬声器38b、喇叭38c在内的输出装置38，并且从这里输出必要的信息。

此外，在车辆10上，搭载有蓄电池40、电力转换部42、驱动电机44，并且来自蓄电池40的直流电通过电力转换部(例如，逆变器)42而被转换为所需要的交流电并被供给至驱动电机44。由此，驱动电机44被驱动，车轮通过其输出而旋转，从而车辆10进行行驶。此外，车辆10的转向通过转向机构46而被控制。而且，车辆的减速、停止通过制动机构48而被控制。电力转换部42、转向机构46、制动机构48与控制装置32相连接，并且通过控制装置32来控制车辆10的行驶。另外，通过电力转换部42的控制，从而也实施驱动电机44的再生制动。另外，控制装置对关于行驶路径的信息进行存储，并且能够基于本车位置、摄像机信息等而实施自主行驶。

「行驶路径」

图3为，示意性地表示车辆10的行驶路径的示例的图。在该示例中，行驶路径50为环绕线路，三台车辆10以大致等间隔的方式而运行。停靠站52根据用户的利用而以适当间隔被设置。例如，一个停靠站52为，向与行驶路径50不同的其他的公共汽车站、铁道车站进行换乘的换乘停靠站，其他停靠站为靠近用户自己家等的停靠站。此外，在行驶路径50的一个位置(入口通道以及出口通道)处连接有车库54，车辆10从车库54被投入到行驶路径中或者从行驶路径50中被排出(跳出)至车库54。

此外，图3为示意性地表示行驶路径50的图，实际的行驶路径50并不是这样单纯的路径，而是包括交叉路口、折返点等。此外，折返点处的折返(方向转换)行驶也可以自主实施。在折返点处，通过执行在车辆10中所储存的折返程序，从而使自主地行驶的车辆10进行方向转换。

「运行控制」

多台车辆10的运行基本上由运行管理中心12进行管理。因此，关于能够运行的车辆10，车辆信息与其识别编号一起被储存在运行管理中心12中。此外，在运行管理中心12中，存储有利用运行管理室终端16等而被预先制定的运行计划。即，将预定数量的车辆10依次投入到行驶路径50中并开始运行，并且在一台车辆需要充电的情况下，安排使该车辆10从行驶路径中跳出，并将正在待命的车辆10投入到行驶路径中等。

此外，在运行中，车辆10基本上以等间隔运行的方式进行控制。即，车辆10将关于本车位置的信息随时提供给运行管理中心12，运行管理中心12则以车辆10到达至停靠站的间隔在所有停靠站中成为均等的方式随时更新单独的运行时间表并将其发送给各个车辆10。即，以使各个车辆10基本上以等间隔而进行行驶的方式来制作运行时间表。然后，根据从运行管理中心12被发送来的运行时间表来控制车辆10的车速(加减速)等。此外，所运行的车辆10的台数也是运行管理中心12决定的，根据来自运行管理中心12的指示，从而自动地实施车辆10的投入、跳出。另外，关于蓄电池剩余量的信息也从车辆10定期地被供给至运行管理中心12，并且蓄电池剩余量低于设定值的车辆10可自动地被替换为充电完毕的车辆10。

「自动模式」

运行管理中心12将预先规定的针对各个车辆10的每一个的运行时间表发送至各个车辆10，始终掌握各个车辆10的位置并随时更新运行时间表，并且以基本上各个停靠站中的各个车辆10的到达成为等间隔的方式将包括加速、减速在内的指示的运行时间表发送给车辆10，从而对车辆10的行驶速度进行控制。另外，运行管理中心12通过将关于其他车辆10的位置的信息提供给车辆10，从而使车辆10的操作员也能够知晓其他车辆的运行状况，并且还能够将该信息提供给用户。在此，车辆10的操作员只要为对车辆10进行操作的乘员即可，可以为以车辆操作为目的的乘员，也可以为为了去目的地而乘坐的乘客。另外，在该示例中，自动模式中的转向控制被自主实施。

在接近停靠站的情况下，在预定位置处，进入停车控制，并在停靠站处停车。停车后，自动地打开车门，乘员上下车。虽然在所有的停靠站处必须停车的情况下无需考虑来自乘员的停止请求等，但是也可以设为根据停车请求来停车的方式。

停车后，根据操作员的起步操作，解除停车，进入起步控制并起步。该停靠站中的停车、起步由车辆10自主实施。之后，根据来自运行管理中心12的指示而进行自动行驶。

「通信异常时的处理」

如上所述，行驶路径50中的车辆的自动行驶基本上由运行管理中心12进行控制。另一方面，运行管理中心12和车辆经由无线通信而被连接，也有时会发生通信异常。在这样的情况下，可以考虑停止车辆10的自动行驶而使车辆10的运行停止，或切换为由操作员实施的手动驾驶的情况。但是，这样的对策对于乘客或操作员来说并非优选的对策。

在本实施方式中，在通信异常的情况下，实施半自动模式下的驾驶。即，即使在没有通过通信得到来自运行管理中心12的指示的状态下，只要具备有用于自动行驶的功能，则通过自动行驶而在半自动模式下行驶于行驶路径上。半自动模式为，未接受通过通信得到的指示，而与自动模式的运行相比，一部分功能被限制的模式。

＜半自动模式＞

车辆10预先存储有关于行驶路径的信息。此外，根据来自本车位置检测器28的位置信息，随时取得本车位置信息。另外，具有在停靠站、折返点等处进行自主行驶的功能。因此，具有这样的自主行驶功能，无论操作员的操作如何，都能够在行驶路径上自主行驶。另一方面，可以认为，由于在车辆10中，无法获得来自运行管理中心12的运行时间表，因此关于运行的控制的精度降低。

因此，不是通过自动模式而是通过半自动模式来使车辆10进行行驶。该半自动模式为，对自动运行功能的至少一部分进行限制的附带限制的自动模式。

如上所述，在通常的自动模式下，随时向车辆10提供运行时间表，该运行时间表包括至行驶路径中的预定位置的到达时刻、即关于车辆10在何时何地行驶的信息。在半自动模式下，不接收这样的信息，而基于预先存储的行驶路径的信息等而实施自主行驶。即，在转向控制中，实施车辆10自动地实施的自主行驶。此外，在发现了障碍物的情况下的紧急停止等也会如通常那样自动地实施。另外，虽然可以设为在通信异常发生后如上述那样不接收运行时间表，但是也可以在能够接收的情况下忽略接收到的时间表。

而且，在半自动模式下，通过操作员的操作来实施行驶中的加速。即，虽然在半自动模式下，加减速根据操作员的操作来实施，但是也可以自动地实施减速。

因此，在起步时，如果操作员不输入加速要求，则不起步。此外，在起步后的行驶时，如果没有操作员的加速要求，则不加速。

因此，在接近交叉路口的情况下自动地减速，并以预定的速度通过交叉路口，在通过后根据操作员的加速请求，进行加速。此外，在接近停靠站的情况下，自动地执行停靠站中的停车程序，在停靠站停车。然后，从停靠站起的起步、加速也由操作员的操作来实施。

在此，起步时的至预定速度为止的加速、即起步程序的执行也可以自动地实施。例如，也可以根据操作员的起步按钮36b的按下，执行起步程序，且自动地实施至预定速度(例如，10km/h)为止的加速，再进一步的加速则通过操作员的加速请求来实施。

图4为表示半自动模式下的通常行驶时的处理的流程图。首先，以当前被设定的速度进行恒速行驶(S31)。对是否存在由操作员实施的加速请求进行判断(S32)，在为是的情况下，根据操作员的输入来实施加速(S33)。在S32的判断中为否的情况下，对是否有存在由操作员实施的减速请求或者自主行驶中的减速请求进行判断(S34)，如果为是，则根据减速请求来实施减速(S35)。

在结束了S33的加速、S35的减速的情况以及不存在加减速请求的情况下，对是否需要交叉路口、停靠站等的其他控制进行判断(S36)，如果为否，则返回至S31。如果在S36中判断为是，则结束该通常的行驶，转移至其他控制。如此，关于加速，根据操作员的操作来实施。

图5为实施半自动模式下的停靠站中的停车/起步的流程图。在该示例中，至预定速度为止的加速也自动地实施。

在此，图6为表示停靠站52的周边的示意图。如此，在前方至停靠站52为预定距离的位置设定用于在停靠站52停车的停车程序开始点，并在停靠站52的前方预定距离处设定用于从停靠站52起步的起步程序结束点。停靠站52成为停车程序结束点以及起步程序开始点。

在附图中，首先，对是否到达前方至停靠站为预定距离的停车程序开始位置进行判断(S41)。在S41中为是的情况下，执行停车程序(S42)。由此，车辆10在停靠站停车。然后，对是否已停车进行判断(S43)，在已停车的情况下，对是否存在起步操作(例如，起步按钮36b的按下)进行判断(S44)。在S44中判断为是的情况下，执行起步程序(S45)，进行起步。然后，对是否到达起步程序的结束位置进行判断(S46)，在已到达结束位置的情况下，结束起步程序，结束停靠站中的停止、起步控制。

另外，在通过操作员的操作来实施加速的情况下，起步程序成为与操作员的操作相应的程序。此外，在交叉路口处进行停车或者实施减速的情况下也实施同样的处理即可。

而且，在蓄电池剩余量成为预定值以下的情况下，在自主行驶中执行跳出程序且自动地进入车库54中即可。另外，在通信异常的情况下，也可以在最初接近车库54时自动地进入车库54中。

另外，虽然在半自动模式中，基本上忽略在通信异常发生前接收到的运行时间表并通过操作员的判断来实施加减速，但是也可以设为，在通信异常发生后，按照异常发生前的运行时间表来实施自动行驶。

此外，在通信恢复为正常的状态的情况下，转变为按照通信恢复后的运行时间表的自动模式即可。

另外，在所有的车辆10的通信出现了异常的情况下，也能够将所有的车辆10设为半自动驾驶模式而继续运行。

图7为表示机械性操作部36c的结构例的主视观察的示意图，图8为表示机械性操作部36c的结构例的侧视观察的示意图。

如此，机械性操作部36c包括从前方面板70突出并能够向上下左右倾斜的杆72，并且通过由操作员用手对该杆72的顶端72a进行操作，从而产生操作信号。操作信号被供给至控制装置32，且控制装置32根据操作信号来控制车辆10的行驶。

在该示例中，机械性操作部36c的前方面板70被配置在车厢内的前侧的壁(前方车窗的下侧)上，操作员能够在对前方进行观察的同时对机械性操作部36c进行操作。此外，如图8所示，前方面板70朝向前方并向斜上方延伸。而且，在左右，显示了转向方向的左右，在上下，显示了加减速的加速、减速。

＜手动模式＞

车辆10也具备手动模式。在该手动模式中，不实施如自动模式或半自动模式那样的自动行驶，而根据操作员的操作来实施转向以及加减速。另外，自动模式、半自动模式、手动模式的上限速度(例如，20km/h等)既可以设为相同，也可以分别设定为各自不同。另外，由机械性操作部36c所实施的减速可以适当地利用驱动电机44的再生制动和机械制动器这双方。而且，也能够另行设置机械式或电气式的驻车制动器。

符号说明

10…车辆；12…运行管理中心；14、24…通信基站；16…运行管理室终端；18…车库终端；20…信息提供服务器；22…通信网；26…用户终端；28…本车位置检测器；30…通信装置；32…控制装置；34…摄像机；36…输入装置；38…输出装置；40…蓄电池；42…电力转换部；44…驱动电机；46…转向机构；48…制动机构；50…行驶路径；52…停靠站；54…车库；70…前方面板；72…杆。

Claims (8)

1.一种自动驾驶车辆，其具有如下的自动模式，所述自动模式为，按照通过通信从运行管理中心提供的以在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表，而在预先规定的行驶路径上自动运行的模式，其中，

在所述通信为正常的情况下，在所述自动模式下按照通过通信而被提供的所述运行时间表来实施自动运行，

在通信中发生了异常的情况下，转变为如下的半自动模式，所述半自动模式为，在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心进行通信的功能被限制了的状态下使所述自动驾驶车辆运行的模式。

2.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其中，

所述运行时间表包括关于至所述行驶路径中的预定位置的到达时刻的信息，

在所述半自动模式下，不按照异常发生后的所述运行时间表，而在所述行驶路径上自主行驶。

3.如权利要求1或2所述的自动驾驶车辆，其中，

在所述半自动模式下，自动地实施转向，并在预先规定的行驶路径上自主行驶，并对自动地实施加速的功能进行限制，而根据乘员的操作，实施在所述自动模式下自动实施的加速的至少一部分。

4.如权利要求3所述的自动驾驶车辆，其中，

在所述半自动模式下，根据乘员的操作，实施加速以及减速。

5.如权利要求1至4中的任意一项所述的自动驾驶车辆，其中，

在通信恢复为正常的状态的情况下，转变为按照通信恢复后的运行时间表的所述自动模式。

6.一种运行管理系统，其通过通信而从运行管理中心向多台自动驾驶车辆提供以在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表，并使所述自动驾驶车辆在预先规定的行驶路径上自动运行，其中，

在所述通信为正常的情况下，向各自动驾驶车辆提供所述运行时间表，并使各自动驾驶车辆在按照所述运行时间表而自动运行的自动模式下自动运行，

在与一部分的所述自动驾驶车辆之间的通信中发生了异常的情况下，对于通信为正常的所述自动驾驶车辆而言，使其依然继续实施所述自动模式，对于在通信中发生了异常的所述自动驾驶车辆而言，使其在如下的半自动模式下自主行驶，其中，所述半自动模式为，在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心进行通信的功能被限制了的状态下使所述自动驾驶车辆运行的模式。

7.一种自动驾驶车辆，其在预先规定的行驶路径上行驶，并具有：

自动模式，其为按照通过通信从运行管理中心提供的以自动驾驶车辆在预定时刻到达预定地点的方式进行规定的运行时间表，而自动地实施加减速、转向的模式；

半自动模式，其为在与所述自动模式相比而与所述运行管理中心进行通信的功能被限制了的状态下，自动地实施转向，并且根据乘员的操作来实施加减速的模式；

手动模式，其为根据乘员的操作来实施加减速以及转向的模式。

8.如权利要求7所述的自动驾驶车辆，其中，

包括机械性操作部，所述机械性操作部由所述乘员操作，

根据由所述乘员施加于所述机械性操作部上的力的前后左右的方向，实施转向以及加减速。

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