CN112230648A

CN112230648A - 自动驾驶车辆

Info

Publication number: CN112230648A
Application number: CN202010564751.1A
Authority: CN
Inventors: 井出裕人; 山之内勇智; 梅田和宏
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-01-15
Also published as: EP3761139A1; US20200406919A1; EP3761139B1; JP7207203B2; US11458990B2; JP2021009433A

Abstract

本发明涉及一种自动驾驶车辆(10)，其通过运行管理中心(12)而被控制，并且具有在被设定的行驶路径上进行自动行驶的自动模式。通过操作员而被实施用于转移到自动模式的输入，并从运行管理中心(12)接收行驶开始指示，且成为由操作员实现的起步操作等待状态，在起步操作等待状态下，在被实施了起步操作的情况以及未被实施起步操作而经过了预定时间的情况下，进行起步并开始进行由自动模式而实现的行驶。

Description

自动驾驶车辆

技术领域

本发明涉及一种依照来自运行管理中心的指示而进行自动行驶的自动驾驶车辆。

背景技术

一直以来，关于车辆的自动驾驶存在各种方案。在专利文献1中，关于自动驾驶车辆在向各个车站停车并在预先确定的路线上进行自动行驶的系统已有公开。在该系统中，管制中心基于基准时刻表来对自动行驶车辆于各个车站的到达、发车进行控制。尤其是，通过将发车时刻、向下一站的预定到达时刻发送给自动行驶车辆，并决定车站间的行驶模式，从而能够在不改变基准时刻表的条件下对车辆运行进行管理。此外，在专利文献2中，公开有根据使用者的要求来对公共汽车的运行进行控制的系统。即，运行管理中心根据使用者的要求来制作运行计划，并将之发送给公共汽车，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所记载的系统中，在中心处决定自动驾驶车辆的运行日程，并对车辆的自动驾驶进行控制。在此，在运行多台自动驾驶车辆的情况下，如何将自动驾驶车辆投入到行驶路径上成为问题。尤其是，在使用电动汽车的情况下，为了给蓄电池充电而必须定期地将自动驾驶车辆从行驶路径上排出、或投入到行驶路径上，此时的控制将成为问题。

本发明的目的在于，将自动驾驶车辆适当地投入到行驶路径上。

用于解决课题的方法

本发明为一种自动驾驶车辆，其通过运行管理中心而被控制，并且具有在被设定的行驶路径上自动行驶的自动模式，在所述自动驾驶车辆中，通过操作员而被实施用于转移到所述自动模式的输入，并从所述运行管理中心接收行驶开始指示，且成为由所述操作员实现的起步操作等待状态，在所述起步操作等待状态下，在被实施了起步操作的情况、以及起步操作未被实施而经过了预定时间的情况下，进行起步并开始进行由自动模式而实现的行驶。

也可以采用如下方式，即，在所述起步操作等待状态时，处于停止保持状态，在进行起步的情况下自动解除所述停止保持状态并进行起步。

也可以采用如下方式，当接收到所述行驶开始指示时，等待所述操作员的确认输入并实施报知。

也可以采用如下方式，即，在起步时鸣响喇叭。

发明效果

根据本发明，即使在未被实施操作员的起步操作的情况下，也能够自动地使车辆起步。尤其是，由于在具有操作员所实施的输入之后实施自动的起步，因此能够提高安全性。

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为表示车库的结构例的图。

图5为表示将车辆10投入时的处理的流程图。

图6为表示停靠站52的周边的模式图。

图7为停靠站52处的停车及起步处理的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图来对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于此处所记载的实施方式。

“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，多台自动驾驶车辆(车辆)10在预先确定的行驶路径上运行。车辆10例如为在确定了的路线上被运行的合乘公共汽车，且向停靠站停车并在固定的地域内进行循环。

运行管理中心12包括具有通信功能的计算机，从而对车辆10的运行进行管理。即，制作包括车辆10的投入(在依照运行日程的运行路径上追加新的车辆)、排出(跳出)(将正在进行依照运行日程的运行的车辆从运行路径上去除)在内的多台车辆10的运行计划并进行保存。在该运行计划中，包含有各台车辆10何时在哪里行驶(例如，到达预定位置的预定时刻)这类的运行日程。例如，如果车辆10正在以20km/h而行驶，并且作为各台车辆10之间的间隔而维持在5km，那么车辆10会以15分钟的间隔而到达停靠站。运行管理中心12始终掌握各台车辆10的位置，并随时更新各台车辆10的运行日程且发送给对应的车辆10。各台车辆10依照发送来的运行日程而以在预定到达时刻处到达预定位置的方式而对行驶(加减速)进行控制。如此，在从运行管理中心12发送给车辆10的运行日程中，至少包含车辆10到达预定位置的预定到达时刻这类关于行驶速度的指令。此外，运行管理中心12能够自动地制作在车辆10的故障等紧急情况时对此进行应对的计划。

运行管理中心12处连接有多个通信基站14，该多个通信基站14和多台车辆10通过无线通信而被连接。因此，车辆10能够在通过通信而与运行管理中心12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。

运行管理中心12处连接有运行管理室终端16，通过该运行管理室终端16，从而在运行管理中心12中实施所需要的指令或数据的输入，并且利用显示器等而对系统操作员提供信息。

运行管理中心12处连接有车库终端18。该车库终端18被设置在并未进行自动行驶的离线的车辆10所驻车的车库中，并与车库相关联而实施所需要的信息的输入输出。在车库中设置有充电设施，从而能够根据需要而对搭载于车辆10上的蓄电池进行充电。

运行管理中心12处连接有信息提供服务器20。该信息提供服务器20向用户提供车辆10的运行信息。信息提供服务器20上经由通信网22而连接有通信基站24，该通信基站24和用户终端26通过无线通信而被连接。用户终端26优选为智能手机等移动终端，其供乘车于车辆10中的用户对车辆10的运行状况进行确认。另外，在各个停靠站也设置有终端，并对关于下一个到达该停靠站的车辆10的信息进行显示。

“车辆的结构”

图2为表示具有依照来自运行管理中心12的指示而进行自动驾驶的自动模式且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，从而对各种信息进行发送和接收。在通信装置30上连接有控制装置32，在通信装置30中发送和接收的信息通过控制装置32而被处理。控制装置32对车辆10的包括行驶在内的动作整体进行控制。

在控制装置32上连接有本车位置检测器28、摄像机34、对数据进行输入的输入装置36，由本车位置检测器28检测到的本车位置、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至控制装置32。本车位置检测器28包括GPS装置和陀螺仪，并且还利用行驶路径50的信标、来自停靠站的发送器等的位置信息而随时对本车位置信息进行检测。检测到的本车位置、拍摄到的周边的影像等被适当地供给到运行管理中心12。在输入装置36中，包含用于转移到自动模式的自动模式按钮36a、用于在停靠站等处指示车辆10的起步的起步按钮36b。此外，控制装置32上还连接有包括显示器38a、扬声器38b、喇叭38c在内的输出装置38，所需要的信息从此处被输出。

此外，在车辆10上搭载有蓄电池40、电力转换部(例如，逆变器)42、驱动电机44，从而使来自蓄电池40的直流电通过电力转换部42而被转换为所希望的交流电且被供给到驱动电机44。由此，驱动电机44被驱动，且通过其输出而使车轮旋转，进而使车辆10进行行驶。此外，通过转向机构46而使车辆10的转向被控制。而且，通过制动机构48来控制车辆的减速、停止。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，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，还实施了驱动电机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、摄像机信息等而进行自主行驶。

“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为环形路，三台车辆10以大致等间隔而运行。停靠站52配合于用户的使用情况而以适当间隔被设置。例如，一个停靠站52为，与行驶路径50不同的公共汽车站或向铁路车站的换乘停靠站，其他的停靠站为靠近用户的自家等的停靠站。此外，在行驶路径50的一个部位(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50或者从行驶路径50被排出(跳出)到车库54。

另外，图3为示意性地表示行驶路径50的图，实际的行驶路径50并不是这种单纯的路径，还包括交差路口、折返点等。此外，折返点处的折返(方向转换)行驶只需自主地实施即可。在折返点处，通过在车辆10中执行所存储的折返程序从而使车辆10自主地行驶并进行方向转换。

“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，其识别编号与车辆信息一起被存储在运行管理中心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等而被预先拟定的运行计划。即，将预定数量的车辆10依次投入到行驶路径50上并开始运行，在需要充电的情况下，使该车辆10跳出，并对使正在待机的车辆10投入等进行调度。

此外，在运行中，以使车辆10基本上等间隔地运行的方式而进行控制。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以使车辆10到达停靠站的间隔在全部停靠站都成为均等的方式而随时更新个别的运行日程并发送给各台车辆10。即，以使各台车辆10基本上等间隔地行驶的方式而制作运行日程。而且，通过从运行管理中心12被发送来的运行日程，从而使车辆10的车速(加减速)等被控制。此外，进行运行的车辆10的台数也由运行管理中心12决定，并且根据来自运行管理中心12的指示而自动地实施车辆10的投入、跳出。另外，关于蓄电池余量的信息也从车辆10而定期地被供给到运行管理中心12，蓄电池余量低于设定值的车辆10自动地被替换为充电完毕的车辆10。

在此，也可以设为，在运行管理室终端16处准备大型显示器，并对行驶路径上的各台车辆10的当前位置、预定时间后的预测位置进行显示，从而能够掌握整体的运行状况。

“车库运用”

图4为表示车库的结构例的图。车库54具有非管理区域A和中间区域B。另外，行驶路径50成为管理区域C。非管理区域A为，对脱离管理的离线的车辆10进行收纳的空间。另外，在非管理区域A中，车辆10能够进行充电，并且车辆10以手动的方式被驾驶。通过车库终端18而使非管理区域A中的车辆10的台数、充电状况等车辆状况被提供到运行管理中心12，在运行管理中心12处，掌握着能够投入自动驾驶的车辆10的台数等。

中间区域B位于行驶路径50和非管理区域A之间，并且被配置有投入待机的车辆10、排出待机的车辆10。在该示例中，在朝向去往行驶路径50的投入道路的位置处示出了一台投入待机的车辆10，在朝向从行驶路径50避开的避让道路的位置处示出了一台排出待机的车辆10。非管理区域A的车辆10以手动的方式被移动至投入待机的位置，并成为投入待机状态。此外，从行驶路径50脱离的车辆10经由避让道路而被移动至中间区域B的待机位置，并停止在待机位置处。由此，车辆10的自动驾驶结束，并在之后通过手动而被移动到非管理区域A。

“投入控制”

首先，存在投入可能性的车辆10最初与运行管理中心12进行通信。在车辆10不存在问题的情况下，将该车辆10登记在运行管理中心12中的识别完成车辆列表中。例如，关于车库54内的车辆10，由维护人员等来实施检查维护，并确认是否能够转移到自动模式。而且，关于完成了能够转移到自动模式的准备的车辆，在显示器38a上实施表示能够转移到自动模式的含义的显示。

运行管理中心12在成为了新车辆的投入时刻的情况下，向车库终端18发送投入的指示。另外，也可以设为，在车库终端18中预先存储投入计划，并且从车库终端向运行管理中心12进行投入的确认。

在车库54中，操作员通过手动而将被实施了表示能够转移到自动模式的含义的显示的、能够投入的车辆10移动到待机位置。关于被停车在待机位置的车辆10(投入待机车辆)，通过操作员按下输入装置36的自动模式按钮36a，从而开始实施车辆10的投入的处理。

图5为表示将车辆10投入时的处理的流程图。位于投入待机位置的车辆10对自动模式按钮36a是否已被按下进行判断(S11)，在该判断中为是(YES)的情况下，将自动模式要求以及车辆信息发送到运行管理中心12(S12)。如此，在将车辆10作为自动驾驶车辆而投入到行驶路径50上时，需要自动模式按钮36a的按下这一操作员的任务，并且此任务被通知给运行管理中心12。由此，在运行管理中心12中确认到操作员识别出了车辆投入的情况。也可以代替自动模式按钮36a的按下，而采用由操作员实施的“自动驾驶开始”等的语音输入等。在此，自动模式要求为，对该车辆10的投入准备已完成的状况进行发送的操作，其随着自动模式按钮36a的按下而被自动地发送。此外，车辆信息也与自动模式要求一起被发送到运行管理中心12。车辆信息为，车辆的识别编号、关于车辆的规格的信息(型号代码)、蓄电池余量等车辆的状态等的信息。

运行管理中心12基于车辆信息来对该车辆10是否为符合运行计划的车辆、即该车辆10是否为被识别且被列举在列表中的车辆以及进行了投入指示的车辆进行确认，如果是(OK)，则发送自动模式许可。

车辆10在发送了自动模式要求之后成为许可等待状态，并且对是否接收到自动模式许可进行判断(S13)。而且，在接受到来自运行管理中心12的自动模式许可的情况下，转移到自动模式待机状态(S14)。

如果转移到自动模式待机状态，则对是否接收到来自运行管理中心12的行驶开始指示进行判断(S15)。在运行管理中心12中，对多台车辆10的运行进行管理，并以使这些车辆10等间隔地进行移动作为前提。因此，优选为，新的车辆10的投入时刻也被收敛在预定的范围内。因此，在适当的时刻发送行驶开始指示。行驶开始指示只需包括行驶开始时间即可。

在S15中，在接收到行驶开始指示的情况下，从扬声器38b输出开始自动行驶这一内容，从而向操作员进行报知(S16)。此外，虽然该报知能够采用喇叭38c的鸣动、灯的闪烁、由语音实现的通知等，但是只需进行“开始进行自动行驶。请操作起步按钮。”等的语音输出即可。另外，在该阶段中发生异常等而成为无法进行自动行驶的情况下，车辆10的投入将会中止并实施错误处理。

在S16中，与车辆10中的报知一起将关于能够开始行驶这一内容的开始指示响应发送至运行管理中心12(S17)，并保持车辆10的停止且处于操作员的起步操作等待的状态。在此，该开始指示响应既可以自动地实施，也可以根据操作员的确认输入而进行发送。即，通过针对于报知或向运行管理中心12的发送而实施操作员的确认输入等操作，从而能够获取由操作员实施的安全确认，进而能够确保之后的起步的安全。

接下来，在起步操作等待的状态下对是否具有由操作员实施的起步操作进行判断(S18)。而且，在具有起步操作的情况下，解除停止保持状态(S19)，并进行起步(S20)。由此，车辆10作为自动驾驶车辆而通过自动模式在行驶路径50上进行行驶。另外，起步操作只需通过按下作为输入装置36之一而被设置在车辆10上的起步按钮36b的操作等来实施即可。

在S18的判断中为否(NO)的情况下，对是否经过了预定时间进行判断(S21)。即，对从车辆10接收到行驶开始指示起的时间进行计测，并对是否经过了预定时间进行判断。如果在该判断中为否，则返回到S18。在S21的判断中为是的情况下，在使喇叭38c鸣动(S22)后，解除停止保持状态(S23)，并进行起步(S24)。

如此，在从运行管理中心12接收到行驶开始指示，并报知了运行开始的情况下，可以认为已做好了对于行驶开始的准备。因此，当在预定时间内没有操作员所实施的起步操作的情况下，能够通过自动地进行起步，从而将投入时刻维持在适当的时刻。此外，此时能够通过鸣动喇叭38c等的手段来将进行起步的情况向乘员以及周围进行通知。也可以输出“进行起步”等的语音。另外，在未从运行管理中心12接收到行驶开始指示，且未报知运行开始的情况下，没有操作员所实施的起步操作的起步将被禁止。

另外，这样的投入时的处理并不一定只应用于从车库进行的投入，也能够被应用在因紧急停止等而使自动模式被解除了的车辆10的投入时。

“自动行驶”

运行管理中心12将预先确定的与各车辆10中的每一台相对应的运行日程发送给各台车辆10，并且始终掌握各台车辆10的位置进而随时更新运行日程，并且以基本上使各个停靠站处的各台车辆10的到达成为等间隔的方式而向车辆10发送加速、减速的指示，从而对车辆10的行驶速度进行控制。另外，通过运行管理中心12向车辆10提供关于其他车辆10的位置的信息，从而使车辆10的操作员还能够获知其他车辆的运行状况，并且例如能够将该信息提供给用户。另外，在该示例中，自动模式下的转向控制被自主地实施。

在接近了停靠站的情况下，在预定位置处进入停车控制，并且在停靠站停止。停止后，自动地打开车门，从而乘员进行上下车。虽然在所有的停靠站内都必须停止的情况下无需考虑来自乘员的停止要求等，但是也可以设为，根据停止要求而进行停止。

停止后，根据操作员的起步操作而解除停止，并进行起步。之后，根据来自运行管理中心12的指示而进行自动行驶。

“停靠站内的控制”

图6为表示停靠站52的周边的示意图。如此，在停靠站52近前的预定距离处，设定有对在停靠站52停车还是通过进行判断的停车/通过判断点。而且，在与该判断点相比更靠近停靠站52的位置处，设定有用于在停靠站52停车的停车程序开始点，在距停靠站52预定距离的远方处，设定有用于从停靠站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。在该示例中，在自动模式下，在从停车程序开始点起、到起步程序结束点为止的区间内，使来自运行管理中心12的指示无效，并设为车辆10的自主行驶。

图7为，停靠站52处的停车或起步处理的流程图。首先，对车辆10是否已到达停车/通过判断点进行判断(S41)。而且，在已到达该判断点的情况下，车辆10通过通信而向运行管理中心12要求停车/通过的判断，并取得判断结果(S42)。对判断结果为停车还是通过进行判断(S43)，在为通过的情况下，结束用于停靠在停靠站的处理，从而车辆10从停靠站52通过。

在S43的判断中为停车的情况下，对是否已到达停靠站52近前的预定距离的停车程序开始位置进行判断(S44)。在S44中为是的情况下，执行停车程序(S45)。由此，车辆10在停靠站停车。而且，对是否已停车进行判断(S46)，在已停车的情况下，对是否具有起步操作(例如，起步按钮36b的按下)进行判断(S47)。在S47的判断中为是的情况下，执行起步程序(S48)，并进行起步。而且，对是否已到达起步程序的结束位置进行判断(S49)，在已到达结束位置的情况下，结束起步程序，并结束停靠站52处的停止、起步控制。

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。

Claims

1.一种自动驾驶车辆，其通过运行管理中心而被控制，并且具有在被设定的行驶路径上进行自动行驶的自动模式，

在所述自动驾驶车辆中，

通过操作员而被实施用于转移到所述自动模式的输入，

并从所述运行管理中心接收行驶开始指示，

且成为由所述操作员实现的起步操作等待状态，

在所述起步操作等待状态下，在被实施了起步操作的情况、以及起步操作未被实施而经过了预定时间的情况下，进行起步并开始进行由自动模式而实现的行驶。

2.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其中，

在所述起步操作等待状态下，处于停止保持状态，在进行起步的情况下自动地解除所述停止保持状态并进行起步。

3.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其中，

当接收到所述行驶开始指示时，等待所述操作员的确认输入并进行报知。

4.如权利要求2所述的自动驾驶车辆，其中，

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，

在起步时鸣响喇叭。