JP2017169016A - 車両制御システム、車両制御方法及び車両制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークの状態に合わせて車両制御の主体を切り替えて、安定的に車両を外部から制御する。【解決手段】局所制御装置３は、外部から状態判定データを受信し、状態判定データに基づいて、ネットワーク５の状態を判定し、データ分岐部３２にネットワーク５の状態を送信するネットワーク状態判定部３１と、ネットワーク状態判定部３１による判定結果に基づいてデータを分岐し、外部又はデータ処理部３３に送信するデータ分岐部３２と、外部からデータを受信し、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理部３３とを備える。データ分岐部３２は、ネットワーク状態判定部３１による判定結果が正常の場合、中央制御装置２にデータを転送し、ネットワーク状態判定部３１による判定結果が異常の場合、データ処理部３３にデータを受け渡す。【選択図】図２

Description

本発明は、車両を外部から制御する車両制御システム等に関するものである。

近年、車両の自動運転技術が研究されており、実用化を目指す上での課題が見えてきている。車両単独で自律的に走行する自動運転の場合、自車周辺の広いエリアを監視するために、多数の高価なセンサが必要となる。また、自律分散型の制御システムになるため、安全面を重視すると、分合流、交差点等でデッドロックが発生する。一方、車両とクラウドを接続し、路面情報の収集や車両制御を実現する「コネクテッドカー（Connected Cars）」であれば、費用の低減やデッドロックの回避が可能となる。しかしながら、現在の通信環境では、通信の遅延が発生し、安定的に車両を制御することは困難である。

そこで、クラウドとエッジサーバが連携し、車両の集中制御を行うエッジコンピューティング技術が注目されている。非特許文献１には、エッジサーバがキャリア網の周縁部に局所的に分散して配置され、車両制御の主体となることが記載されている。このようなエッジコンピューティング技術を用いることによって、低遅延の分散処理を実現することができる。エッジコンピューティング技術は、第５世代モバイル通信システム（５Ｇ）によって実現される可能性が高い。

クラウドが車両を制御する場合、ネットワーク（インターネット）を介して車両情報を受信し、制御情報を送信することになる。しかし、ネットワークで異常が発生すると、車両制御が不安定になる。一方、エッジサーバが車両を制御する場合、ネットワークを介さない為、安定的に車両を制御することができる。しかし、エッジサーバは共有領域となる可能性が高く、専有することは難しい。そこで、ネットワークの状態に合わせて車両制御の主体をクラウドとエッジサーバで切り替えることが望ましい。

特許文献１には、仮想マシンのマイグレーション先を決定する方法が開示されている。特許文献１に開示の技術によれば、アプリケーションに合わせてユーザが仮想マシンのマイグレーション条件を指定できる。また、特許文献２には、センサ搭載機器からクラウドにデータを送信し、自動的に機器を制御するシステムが開示されている。特許文献２に開示の技術によれば、ユーザが予め機器ごとに制御条件を指定しておくことで、ユーザの指示を受けることなく機器を制御することができる。

特開２００９−１１６８５２号公報 特開２０１３−９０１４１号公報

ＥＴＳＩ（EuropeanTelecommunications Standards Institute）著 「Mobile EdgeComputing A key technology towards 5G, ETSI White Paper No.11」 ２０１５年

しかしながら、特許文献１及び２を含む従来の技術では、ネットワークの状態に合わせて車両制御の主体をクラウドとエッジサーバで切り替えることはできていない。特に、適切なタイミングで切り替えを行うためには、車両の遠隔制御を実現する上で影響が大きいネットワークの状態異常を判別する必要がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、ネットワークの状態に合わせて車両制御の主体を切り替えて、安定的に車両を外部から制御することが可能な車両制御システム等を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、車両を外部から制御する車両制御システムであって、ネットワークを介して前記車両と接続される中央制御装置と、前記ネットワークを介して前記中央制御装置と接続されるとともに、局所的な通信手段を介して前記車両と接続される局所制御装置と、を備え、前記局所制御装置は、前記ネットワークの状態を判定するネットワーク状態判定部と、前記ネットワーク状態判定部による判定結果に基づいて、前記車両から受信するデータを分岐するデータ分岐部と、前記データ分岐部からデータを受け取り、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理部と、を備え、前記データ分岐部は、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が正常の場合、前記中央制御装置にデータを転送し、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が異常の場合、前記データ処理部にデータを受け渡すことを特徴とする車両制御システムである。第１の発明によって、ネットワークの状態に応じて、車両の制御主体を切り替えることができるので、ネットワークの異常によるデータ処理の精度低下を回避することができる。

第１の発明における前記中央制御装置は、前記局所制御装置を介して、前記車両の位置を含む車両データを周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含む制御データを生成し、前記制御データを前記車両に送信する遠隔制御部、を備え、前記局所制御装置は、前記遠隔制御部、を備え、前記車両データを前記車両から周期的に受信し、前記車両データに基づく前記車両の軌跡を示す受信軌跡データを生成する軌跡生成部、を更に備え、前記ネットワーク状態判定部は、地図データに基づく前記車両の軌跡を示す地図軌跡データと前記受信軌跡データとのずれに基づいて、前記ネットワークの状態を判定するようにしても良い。これによって、車両の軌跡からネットワークの状態を判定するため、ネットワークの車両制御への影響を直接的に監視することができる。従って、車両の制御主体の切り替えを精度良く実行することができる。特に、中央制御装置から局所制御装置への切り替えを精度良く実行することができる。

第１の発明における前記中央制御装置は、前記局所制御装置を介して、前記車両の位置を含む車両データを周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含む制御データを生成し、前記制御データを前記車両に送信するとともに、前記車両の位置を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似車両データを前記局所制御装置から周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似制御データを生成し、前記擬似制御データを前記局所制御装置に送信する遠隔制御部、を備え、前記局所制御装置は、前記遠隔制御部、を備え、前記擬似制御データを前記中央制御装置から受信し、前記擬似制御データに基づいて、前記車両の擬似軌跡を示す擬似軌跡データを生成するとともに、前記中央制御装置に前記擬似車両データを送信する擬似軌跡生成部、を更に備え、前記ネットワーク状態判定部は、地図データに基づく前記車両の軌跡を示す地図軌跡データと前記擬似軌跡データとのずれに基づいて、前記ネットワークの状態を判定するようにしても良い。これによって、車両の軌跡からネットワークの状態を判定するため、ネットワークの車両制御への影響を直接的に監視することができる。従って、車両の制御主体の切り替えを精度良く実行することができる。特に、局所制御装置から中央制御装置への切り替えを精度良く実行することができる。

第１の発明における前記中央制御装置は、前記局所制御装置を介して、前記車両の位置を含む車両データを周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含む制御データを生成し、前記制御データを前記車両に送信するとともに、前記車両の位置を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似車両データを前記局所制御装置から周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似制御データを生成し、前記擬似制御データを前記局所制御装置に送信する遠隔制御部、を備え、前記局所制御装置は、前記遠隔制御部、を備え、前記車両データを前記車両から周期的に受信し、前記車両データに基づく前記車両の軌跡を示す受信軌跡データを生成する軌跡生成部と、前記擬似制御データを前記中央制御装置から受信し、前記擬似制御データに基づいて、前記車両の擬似軌跡を示す擬似軌跡データを生成する擬似軌跡生成部と、を更に備え、前記ネットワーク状態判定部は、地図データに基づく前記車両の軌跡を示す地図軌跡データと前記受信軌跡データとのずれ、及び前記地図軌跡データと前記擬似軌跡データとのずれに基づいて、前記ネットワークの状態を判定するようにしても良い。これによって、車両の軌跡からネットワークの状態を判定するため、ネットワークの車両制御への影響を直接的に監視することができる。従って、車両の制御主体の切り替えを精度良く実行することができる。特に、中央制御装置から局所制御装置への切り替えと、局所制御装置から中央制御装置への切り替えの両方を精度良く実行することができる。また、ネットワーク以外が原因で車両の制御精度が低下していることを特定することができる。

第１の発明における前記局所制御装置は、前記車両データ及び前記地図データに基づいて、前記ネットワーク状態判定部における判定条件のパラメータを調整するパラメータ調整部、を更に備えるようにしても良い。これによって、道路環境に合わせて適切に車両の制御主体を切り替えることができる。

第２の発明は、車両を外部から制御する車両制御方法であって、ネットワークを介して前記車両と接続される中央制御装置と、前記ネットワークを介して前記中央制御装置と接続されるとともに、局所的な通信手段を介して前記車両と接続される局所制御装置と、によって実行され、前記局所制御装置は、前記ネットワークの状態を判定するネットワーク状態判定ステップと、前記ネットワーク状態判定ステップによる判定結果に基づいて、前記車両から受信するデータを分岐するデータ分岐ステップと、前記データ分岐ステップの処理に従ってデータを受け取り、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理ステップと、を備え、前記データ分岐ステップは、前記ネットワーク状態判定ステップによる判定結果が正常の場合、前記中央制御装置にデータを転送し、前記ネットワーク状態判定ステップによる判定結果が異常の場合、前記データ処理ステップの処理へとデータを受け渡すことを特徴とする車両制御方法である。第２の発明によって、ネットワークの状態に応じて、車両の制御主体を切り替えることができるので、ネットワークの異常によるデータ処理の精度低下を回避することができる。

第３の発明は、車両を外部から制御するための車両制御プログラムであって、ネットワークを介して前記車両と接続される中央制御装置と、前記ネットワークを介して前記中央制御装置と接続されるとともに、局所的な通信手段を介して前記車両と接続される局所制御装置と、に各々インストールされ、前記局所制御装置を、前記ネットワークの状態を判定するネットワーク状態判定部と、前記ネットワーク状態判定部による判定結果に基づいて、前記車両から受信するデータを分岐するデータ分岐部と、前記データ分岐部からデータを受け取り、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理部、として機能させ、前記データ分岐部が、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が正常の場合、前記中央制御装置にデータを転送し、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が異常の場合、前記データ処理部にデータを受け渡すように機能させるための車両制御プログラムである。第３の発明の車両制御プログラムを汎用のコンピュータにインストールすることによって、第１の発明の車両制御システムを構築し、第２の発明の車両制御方法を実行することができる。

本発明により、ネットワークの状態に合わせて車両制御の主体を切り替えて、安定的に車両を外部から制御することが可能な車両制御システム等を提供することができる。

車両制御システム１の概要を示す図 第１の実施形態における中央制御装置２及び局所制御装置３の機能構成図 第１の実施形態における中央制御系のデータの流れを示す図 第１の実施形態における局所制御系のデータの流れを示す図 第１の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れを示す図 第２の実施形態における中央制御装置２ａ及び局所制御装置３ａの機能構成図 ネットワーク状態判定部３１ａを説明する図 第２の実施形態における中央制御系のデータの流れを示す図 第２の実施形態における局所制御系のデータの流れを示す図 第２の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れを示す図 第３の実施形態における中央制御装置２ｂ及び局所制御装置３ｂの機能構成図 第３の実施形態における中央制御系のデータの流れを示す図 第３の実施形態における局所制御系のデータの流れを示す図 第３の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れを示す図 第４の実施形態における中央制御装置２ｂ及び局所制御装置３ｃの機能構成図 第４の実施形態の作用を説明する図 第５の実施形態における中央制御装置２ｂ及び局所制御装置３ｄの機能構成図

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下では、車両制御システムの一例として、主に自動運転制御システムについて説明する。但し、本発明は自動運転制御システムに限らず、渋滞情報などの周辺情報提供システムや、運転手による運転を支援する運転支援システム等にも適用可能である。

最初に、図１を参照しながら、全ての実施形態に共通する車両制御システム１の概要を説明する。以下、同じ機能を有する要素は同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、車両制御システム１の概要を示す図である。車両制御システム１は、システム全体を制御するとともに、車両４を外部から制御する中央制御装置２と、ネットワーク５を介して中央制御装置２とデータ送受信可能に接続されるとともに、局所的な通信手段を介して車両４と接続され、広域に分散配置され、車両４を外部から制御する１又は複数の局所制御装置３と、によって構成される。

中央制御装置２及び局所制御装置３による車両４の遠隔制御処理では、車両４から車両データを受信し、対応する制御データを生成し、車両４に送信する。車両データは、車両４の動作を示すデータであり、車両ＩＤ、タイムスタンプ、並びに車両４の位置、速度及び方向等を含む。制御データは、車両４に対する制御指令を含むデータであり、車両ＩＤ、タイムスタンプ、並びにステアリング操舵角、アクセル開度及びブレーキ踏圧力等を含む。車両データ及び制御データは、例えば、ITS FORUM RC-013において規定されている実験用車々間通信メッセージの仕様を用いても良い。

車両制御システム１のシステム構成は、例えば、エッジコンピューティングの形態が考えられる。この場合、中央制御装置２は、クラウドのデータセンターに配置されるサーバ群であり、局所制御装置３は、ネットワーク５の周縁部（エッジ）に配置されるエッジサーバである。車両４は、車々間通信装置やスマートフォンのような通信装置を備えている。ネットワーク５は、例えば、インターネット・プロトコル技術を利用してコンピュータネットワーク間の相互接続を行うインターネットである。局所的な通信手段は、ネットワーク５を介さない通信であって、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）や第５世代モバイル通信システム（５Ｇ）等の基地局６のみを介する通信である。基地局６の機能は、局所制御装置３が有していても良い。また、局所的な通信手段は、車々間通信や路車間通信の組合せであっても良い。

局所制御装置３は、ＭＥＣ（Mobile Edge Computing）を実現可能なホワイトボックススイッチ（プログラマブルスイッチ、例えばFLARE等）と、ホワイトボックススイッチ上で動作するソフトウエアルータ（例えば、Click
Modular Router）と、によって構成される。Click Modular Routerは、プログラミング言語Ｃ＋＋を用いて自由にプログラム可能である。

車両４は、例えば、１００ｍｓごとに周期的に車両データを中央制御装置２に送信する。車両４は、外部からの遠隔制御を許可し、制御データを受信すると、車両４の各ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が、制御データが示す制御指令に従って、ステアリング、アクセル、ブレーキ等のアクチュエータを制御する。

＜第１の実施形態＞
図２〜図５を参照しながら、第１の実施形態について説明する。

図２は、第１の実施形態における中央制御装置２及び局所制御装置３の機能構成図である。図２（ａ）に示す中央制御装置２は、データ処理部２１を備える。丸印（〇）は、外部とのデータ送受信のインタフェース部を示している（以下同様）。データ処理部２１は、外部からデータを受信し、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信する。

図２（ｂ）に示す局所制御装置３は、ネットワーク状態判定部３１と、データ分岐部３２と、データ処理部３３とを備える。ネットワーク状態判定部３１は、外部から状態判定データを受信し、状態判定データに基づいて、ネットワーク５の状態を判定し、データ分岐部３２にネットワーク５の状態を送信する。データ分岐部３２は、ネットワーク状態判定部３１による判定結果に基づいてデータ（パケット）を分岐し、外部又はデータ処理部３３に送信する。データ処理部３３は、外部からデータを受信し、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信する。

第１の実施形態において想定しているネットワーク５の異常は、（１）パケット遅延、（２）パケットロス、（３）パケット重複、（４）パケット並び替え、である。（１）パケット遅延について、ネットワーク状態判定部３１は、車両データ及び制御データのタイムスタンプに基づいて判定する。（２）パケットロスについて、ネットワーク状態判定部３１は、一定期間、車両データを局所制御装置３の記憶部にバッファしておき、対応する制御データが受信できなかった場合、パケットロスと判定する。（３）パケット重複について、ネットワーク状態判定部３１は、局所制御装置３が同一の車両ＩＤ及びタイムスタンプを持つ制御データを受信した場合、パケット重複と判定する。（４）パケット並び替えについて、ネットワーク状態判定部３１は、受信するデータ（パケット）のタイムスタンプが入れ替わった場合、パケット並び替えと判定する。

データ分岐部３２は、ネットワーク状態判定部３１による判定結果が正常の場合、中央制御装置２にデータを転送し、ネットワーク状態判定部３１による判定結果が異常の場合、データ処理部３３にデータを受け渡す。

図３は、第１の実施形態における中央制御系のデータの流れを示す図である。中央制御系とは、中央制御装置２が車両４を外部から制御する際の系統を意味する。第１の実施形態における中央制御系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３に送信、（２）局所制御装置３のデータ分岐部３２が車両データを分岐し、中央制御装置２に送信、（３）中央制御装置２のデータ処理部２１が制御データを生成し、局所制御装置３に送信、（４）局所制御装置３が制御データを車両４に送信、となる。

図４は、第１の実施形態における局所制御系のデータの流れを示す図である。局所制御系とは、局所制御装置３が車両４を外部から制御する際の系統を意味する。第１の実施形態における局所制御系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３に送信、（２）局所制御装置３のデータ分岐部３２が車両データを分岐し、データ処理部３３に受け渡し、（３）局所制御装置３のデータ処理部３３が制御データを生成し、車両４に送信、となる。

図５は、第１の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れを示す図である。ネットワーク監視系とは、局所制御装置３がネットワーク５の状態を監視する際の系統を意味する。第１の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れは、（１−１）車両４が車両データを局所制御装置３に送信、（１−２）中央制御装置２が制御データを局所制御装置３に送信、（２）局所制御装置３のネットワーク状態判定部３１が、車両データ及び制御データに基づいて、ネットワーク５の状態を判定し、データ分岐部３２にネットワーク５の状態を受け渡し、となる。

第１の実施形態によれば、ネットワーク５の状態に応じて、車両４の制御主体を切り替えることができるので、ネットワーク５の異常によるデータ処理の精度低下を回避することができる。

＜第２の実施形態＞
図６〜図１０を参照しながら、第２の実施形態について説明する。

図６は、第２の実施形態における中央制御装置２ａ及び局所制御装置３ａの機能構成図である。図６（ａ）に示す中央制御装置２ａは、遠隔制御部２１ａを備える。遠隔制御部２１ａは、車両４の中央制御時、車両４の位置を含む車両データを周期的に受信し、車両４に対する制御指令を含む制御データを生成する。

図６（ｂ）に示す局所制御装置３ａは、軌跡生成部３４と、地図ＤＢ（データベース）３５と、ネットワーク状態判定部３１ａと、データ分岐部３２と、遠隔制御部３３ａと、を備える。軌跡生成部３４は、車両の位置を含む車両データを車両４から周期的に受信し、受信する車両データに基づく車両の軌跡を示す受信軌跡データを生成する。地図ＤＢ３５は、地図データを保持する。ネットワーク状態判定部３１ａは、地図データに基づく車両の軌跡を示す地図軌跡データと受信軌跡データとのずれに基づいて、ネットワーク５の状態を判定する。遠隔制御部３３ａは、車両４の局所制御時、車両４の位置を含む車両データを周期的に受信し、車両４に対する制御指令を含む制御データを生成する。

図７は、ネットワーク状態判定部３１ａを説明する図である。ネットワーク状態判定部３１ａは、地図ＤＢ３５の地図データを参照し、地図軌跡データを生成する。例えば、ネットワーク状態判定部３１ａは、車両４が走行中の道路のデータと車両４の進行方向に基づいて車両４の走行軌跡を推定し、地図軌跡データを生成する。また、ネットワーク状態判定部３１ａは、車両４から周期的に車両データを受信し、車両４の位置情報を蓄積し、蓄積される位置情報を連結し、受信軌跡データを生成する。そして、ネットワーク状態判定部３１ａは、地図軌跡データと、受信軌跡データのプロットとの距離（各点から地図軌跡へと引く垂線の長さ）のずれを算出する。ネットワーク状態判定部３１ａは、例えば、距離の平均をずれとして算出しても良いし、距離の分散をずれとして算出しても良い。ネットワーク状態判定部３１ａは、ずれの閾値を予め保持し、算出されるずれが閾値よりも大きい場合、ネットワーク５が異常と判定し、算出されるずれが閾値以下の場合、ネットワーク５が正常と判定する。

図８は、第２の実施形態における中央制御系のデータの流れを示す図である。第２の実施形態における中央制御系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３ａに送信、（２）局所制御装置３ａのデータ分岐部３２が車両データを分岐し、中央制御装置２ａに送信、（３）中央制御装置２ａの遠隔制御部２１ａが制御データを生成し、局所制御装置３ａに送信、（４）局所制御装置３ａが制御データを車両４に送信、となる。

図９は、第２の実施形態における局所制御系のデータの流れを示す図である。第２の実施形態における局所制御系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３ａに送信、（２）局所制御装置３ａのデータ分岐部３２が車両データを分岐し、遠隔制御部３３ａに受け渡し、（３）局所制御装置３ａの遠隔制御部３３ａが制御データを生成し、車両４に送信、となる。

図１０は、第２の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れを示す図である。第２の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３ａに送信、（２）局所制御装置３ａの軌跡生成部３４が、受信軌跡データを生成し、ネットワーク状態判定部３１ａに受け渡し、（３）局所制御装置３ａのネットワーク状態判定部３１ａが、地図軌跡データと受信軌跡データとのずれに基づいて、ネットワーク５の状態を判定し、データ分岐部３２にネットワーク５の状態を受け渡し、となる。

第２の実施形態によれば、ネットワーク５の状態に応じて、車両４の制御主体を切り替えることができるので、ネットワーク５の異常によるデータ処理の精度低下を回避することができる。特に、車両４の軌跡からネットワーク５の状態を判定するため、ネットワーク５の車両制御への影響を直接的に監視することができる。従って、車両４の制御主体の切り替えを精度良く実行することができる。

第２の実施形態では、特に、中央制御装置２ａから局所制御装置３ａへの切り替えに着目している。中央制御装置２ａが制御主体の場合、中央制御装置２ａによって生成される制御データが局所制御装置３ａを介して車両４に送信され、車両データが局所制御装置３ａを介して中央制御装置２ａに送信される。車両４と局所制御装置３ａの間の通信は、ほとんど異常が発生しない局所的な通信手段のみを介しているため、データの乱れの要因にはならないと考えられる。一方、中央制御装置２ａと局所制御装置３ａの間の通信は、通信の遅延等が発生し易いネットワーク５を介しているため、データの乱れの要因になると考えられる。そこで、第２の実施形態では、地図軌跡データと受信軌跡データとのずれが大きい場合、ネットワーク５に異常が発生していると見做し、中央制御装置２ａから局所制御装置３ａへ制御主体を切り替える。これによって、中央制御装置２ａから局所制御装置３ａへの切り替えを精度良く実行することができる。

＜第３の実施形態＞
図１１〜図１４を参照しながら、第３の実施形態について説明する。

図１１は、第３の実施形態における中央制御装置２ｂ及び局所制御装置３ｂの機能構成図である。図１１（ａ）に示す中央制御装置２ｂは、遠隔制御部２１ｂを備える。遠隔制御部２１ｂは、車両４の中央制御時、車両４の位置を含む車両データを周期的に受信し、車両４に対する制御指令を含む制御データを生成する。また、遠隔制御部２１ｂは、車両４の中央制御時及び局所制御時、車両４の位置を含み、車両４の擬似軌跡を生成するための擬似車両データを局所制御装置３ｂから周期的に受信し、車両４に対する制御指令を含み、車両４の擬似軌跡を生成するための擬似制御データを生成する。

制御データと擬似制御データは、データフォーマットが同一であるため、ＩＰアドレスのような識別子によって区別する。例えば、最終的な送信先のＩＰアドレスが車両４のＩＰアドレスの場合、制御データと判断し、最終的な送信先のＩＰアドレスが局所制御装置３ｂの場合、擬似制御データと判断する。車両データと擬似車両データについても同様である。

図１１（ｂ）に示す局所制御装置３ｂは、擬似軌跡生成部３６と、地図ＤＢ３５と、ネットワーク状態判定部３１ｂと、データ分岐部３２と、遠隔制御部３３ａと、を備える。擬似軌跡生成部３６は、擬似制御データを中央制御装置２ｂから受信し、擬似制御データに基づいて、車両４の擬似軌跡を示す擬似軌跡データを生成するとともに、中央制御装置２ｂに擬似車両データを送信する。ネットワーク状態判定部３１ｂは、地図データに基づく車両の軌跡を示す地図軌跡データと擬似軌跡データとのずれに基づいて、ネットワーク５の状態を判定する。

擬似軌跡生成処理について詳細に説明する。（１）擬似軌跡生成部３６は、起点となる擬似車両データを中央制御装置２ｂに送信するとともに、擬似車両データを保持する。（２）中央制御装置２ｂは、擬似車両データを用いて擬似制御データを生成し、局所制御装置３ｂに送信する。（３）擬似軌跡生成部３６は、擬似制御データと、保持している最新の擬似車両データとを用いて、新たな擬似車両データを生成し、中央制御装置２ｂに送信するとともに、新たな擬似車両データを保持する。（４）中央制御装置２ｂ及び擬似軌跡生成部３６は、（２）及び（３）を繰り返し実行する。そして、擬似軌跡生成部３６は、蓄積される擬似車両データに含まれる車両４の位置情報を連結し、擬似軌跡データを生成し、ネットワーク状態判定部３１ｂに受け渡す。

ネットワーク状態判定部３１ｂは、第２の実施形態と同様、地図軌跡データと、擬似軌跡データのプロットとの距離（各点から地図軌跡へと引く垂線の長さ）のずれを算出する。ネットワーク状態判定部３１ｂは、例えば、距離の平均又は分散をずれとして算出する。ネットワーク状態判定部３１ｂは、ずれの閾値を予め保持し、算出されるずれが閾値よりも大きい場合、ネットワーク５が異常と判定し、算出されるずれが閾値以下の場合、ネットワーク５が正常と判定する。

尚、地図軌跡データは、第２の実施形態と同様、現実の地図データに基づいて生成しても良いし、擬似軌跡生成処理用の仮想的な地図データに基づいて生成しても良い。

図１２は、第３の実施形態における中央制御系のデータの流れを示す図である。第３の実施形態における中央制御系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３ｂに送信、（２）局所制御装置３ｂのデータ分岐部３２が車両データを分岐し、中央制御装置２ｂに送信、（３）中央制御装置２ｂの遠隔制御部２１ｂが制御データを生成し、局所制御装置３ｂに送信、（４）局所制御装置３ｂが制御データを車両４に送信、となる。

図１３は、第３の実施形態における局所制御系のデータの流れを示す図である。第３の実施形態における局所制御系のデータの流れは、（１）車両４が車両データを局所制御装置３ｂに送信、（２）局所制御装置３ｂのデータ分岐部３２が車両データを分岐し、遠隔制御部３３ａに受け渡し、（３）局所制御装置３ｂの遠隔制御部３３ａが制御データを生成し、車両４に送信、となる。

図１４は、第３の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れを示す図である。第３の実施形態におけるネットワーク監視系のデータの流れは、（１）局所制御装置３ｂの擬似軌跡生成部３６が起点となる擬似車両データを中央制御装置２ｂに送信、（２）中央制御装置２ｂの遠隔制御部２１ｂが擬似制御データを生成し、局所制御装置３ｂに送信、（３）局所制御装置３ｂの擬似軌跡生成部３６が、擬似制御データに基づいて擬似軌跡データを生成し、ネットワーク状態判定部３１ｂに受け渡すとともに、新たな擬似車両データを中央制御装置２ｂに送信、（４）局所制御装置３ｂのネットワーク状態判定部３１ｂが、地図軌跡データと擬似軌跡データとのずれに基づいて、ネットワーク５の状態を判定し、データ分岐部３２にネットワーク５の状態を受け渡し、となる。

第３の実施形態によれば、ネットワーク５の状態に応じて、車両４の制御主体を切り替えることができるので、ネットワーク５の異常によるデータ処理の精度低下を回避することができる。特に、車両４の軌跡からネットワーク５の状態を判定するため、ネットワーク５の車両制御への影響を直接的に監視することができる。従って、車両４の制御主体の切り替えを精度良く実行することができる。

第３の実施形態では、特に、局所制御装置３ｂから中央制御装置２ｂへの切り替えに着目している。局所制御装置３ｂが制御主体の場合、局所制御装置３ｂによって生成される制御データが、ネットワーク５を介さずに車両４に送信され、車両データが、ネットワーク５を介さずに局所制御装置３ａに送信されるので、制御データや車両データに基づいてネットワーク５の状態を判定することができない。そこで、第３の実施形態では、中央制御装置２ｂが擬似制御データを生成し、局所制御装置３ｂに送信し、局所制御装置３ｂが擬似制御データに基づいて擬似軌跡データを生成し、地図軌跡データと擬似軌跡データとのずれが小さい場合、ネットワーク５が正常であると見做し、局所制御装置３ａから中央制御装置２ａへ制御主体を切り替える。これによって、安定的に車両４を外部から制御しながら、局所制御装置３ａから中央制御装置２ａへの切り替えを精度良く実行することができる。

＜第４の実施形態＞
図１５〜図１６を参照しながら、第４の実施形態について説明する。

図１５は、第４の実施形態における中央制御装置２ｂ及び局所制御装置３ｃの機能構成図である。図１５（ａ）に示す中央制御装置２ｂは、遠隔制御部２１ｂを備える。図１５（ｂ）に示す局所制御装置３ｃは、軌跡生成部３４と、擬似軌跡生成部３６と、地図ＤＢ３５と、ネットワーク状態判定部３１ｃと、データ分岐部３２と、遠隔制御部３３ａと、を備える。ネットワーク状態判定部３１ｃは、地図軌跡データと受信軌跡データとのずれ、及び地図軌跡データと擬似軌跡データとのずれに基づいて、ネットワーク５の状態を判定する。

第４の実施形態における中央制御系のデータの流れ、局所制御系のデータの流れ及びネットワーク監視系のデータの流れは、第２の実施形態と第３の実施形態の説明から容易に理解できるため、説明を省略する。

図１６は、第４の実施形態の作用を説明する図である。図１６に示すように、受信軌跡データの乱れが無、かつ擬似軌跡データの乱れが無の場合、ネットワーク５が正常であるため、中央制御装置２ｂによる中央制御となる。また、擬似軌跡データの乱れが有の場合、ネットワーク５に異常があるため、局所制御装置３ｃによる局所制御となる。更に、受信軌跡データの乱れが有、かつ擬似軌跡データの乱れが無の場合、ネットワーク５は正常にも関わらず、車両４の制御が定まっていない、すなわち車両４の制御精度が低下していることを示している。従って、第４の実施形態によれば、車両４の制御精度が低下している原因がネットワーク５以外であることを特定することができる。

第４の実施形態によれば、ネットワーク５の状態に応じて、車両４の制御主体を切り替えることができるので、ネットワーク５の異常によるデータ処理の精度低下を回避することができる。特に、車両４の軌跡からネットワーク５の状態を判定するため、ネットワーク５の車両制御への影響を直接的に監視することができる。従って、車両４の制御主体の切り替えを精度良く実行することができる。

更に、第４の実施形態は、第２の実施形態及び第３の実施形態の両方の効果を奏するので、中央制御装置２ａから局所制御装置３ａへの切り替えと、局所制御装置３ａから中央制御装置２ａへの切り替えの両方を精度良く実行することができる。また、ネットワーク５以外が原因で車両４の制御精度が低下していることを特定することができる。

＜第５の実施形態＞
図１７を参照しながら、第５の実施形態について説明する。

図１７は、第５の実施形態における中央制御装置２ｂ及び局所制御装置３ｄの機能構成図である。図１７（ａ）に示す中央制御装置２ｂは、遠隔制御部２１ｂを備える。図１７（ｂ）に示す局所制御装置３ｄは、パラメータ調整部３７と、擬似軌跡生成部３６と、地図ＤＢ３５と、ネットワーク状態判定部３１ｄと、データ分岐部３２と、遠隔制御部３３ａと、を備える。パラメータ調整部３７は、車両データ及び地図データに基づいて、ネットワーク状態判定部３１ｄにおける判定条件のパラメータを調整する。ネットワーク状態判定部３１ｄは、パラメータ調整部３７によって調整されるパラメータに従い、地図軌跡データと擬似軌跡データとのずれに基づいて、ネットワーク５の状態を判定する。

パラメータ調整部３７によって調整される判定条件のパラメータは、地図軌跡データと擬似軌跡データとのずれの閾値である。パラメータ調整部３７は、例えば、道路の幅や渋滞情報に応じて、ずれ（地図軌跡データと、擬似軌跡データのプロットとの距離の平均又は分散）の閾値を変更する。

例えば、パラメータ調整部３７は、地図ＤＢ３５を参照し、道路の幅が狭い場所では、閾値を小さくしてネットワーク５が正常と判断される条件を厳しくし、道路の幅が広い場所では、閾値を大きくしてネットワーク５が正常と判断される条件を緩和する。また、例えば、パラメータ調整部３７は、周辺の車両密度が高い場合、閾値を小さくしてネットワーク５が正常と判断される条件を厳しくし、周辺の車両密度が低い場合、閾値を大きくしてネットワーク５が正常と判断される条件を緩和する。周辺の車両密度は、周辺の車両４から車両データを収集することによって算出しても良いし、外部のサーバから渋滞情報を受信しても良い。

第５の実施形態によれば、道の狭さや車両密度に応じて動的にネットワーク状態判定部３１ｄにおける判定条件のパラメータを調整することによって、道路環境に合わせて適切に車両４の制御主体を切り替えることができる。

尚、第５の実施形態は、第３の実施形態にパラメータ調整部３７を追加して説明したが、第２の実施形態や第４の実施形態にパラメータ調整部３７を追加しても良い。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る車両制御システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………車両制御システム
２、２ａ、２ｂ………中央制御装置
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ………局所制御装置
４………車両
５………ネットワーク
６………基地局
２１………データ処理部
２１ａ………遠隔制御部
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ………ネットワーク状態判定部
３２………データ分岐部
３３………データ処理部
３３ａ………遠隔制御部
３４………軌跡生成部
３５………地図ＤＢ（データベース）
３６………擬似軌跡生成部
３７………パラメータ調整部

Claims (7)

1. 車両を外部から制御する車両制御システムであって、
   ネットワークを介して前記車両と接続される中央制御装置と、
   前記ネットワークを介して前記中央制御装置と接続されるとともに、局所的な通信手段を介して前記車両と接続される局所制御装置と、
   を備え、
   前記局所制御装置は、
   前記ネットワークの状態を判定するネットワーク状態判定部と、
   前記ネットワーク状態判定部による判定結果に基づいて、前記車両から受信するデータを分岐するデータ分岐部と、
   前記データ分岐部からデータを受け取り、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理部と、
   を備え、
   前記データ分岐部は、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が正常の場合、前記中央制御装置にデータを転送し、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が異常の場合、前記データ処理部にデータを受け渡す
   ことを特徴とする車両制御システム。
2. 前記中央制御装置は、
   前記局所制御装置を介して、前記車両の位置を含む車両データを周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含む制御データを生成し、前記制御データを前記車両に送信する遠隔制御部、
   を備え、
   前記局所制御装置は、
   前記遠隔制御部、を備え、前記車両データを前記車両から周期的に受信し、前記車両データに基づく前記車両の軌跡を示す受信軌跡データを生成する軌跡生成部、
   を更に備え、
   前記ネットワーク状態判定部は、地図データに基づく前記車両の軌跡を示す地図軌跡データと前記受信軌跡データとのずれに基づいて、前記ネットワークの状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記中央制御装置は、
   前記局所制御装置を介して、前記車両の位置を含む車両データを周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含む制御データを生成し、前記制御データを前記車両に送信するとともに、前記車両の位置を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似車両データを前記局所制御装置から周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似制御データを生成し、前記擬似制御データを前記局所制御装置に送信する遠隔制御部、
   を備え、
   前記局所制御装置は、
   前記遠隔制御部を備え、前記擬似制御データを前記中央制御装置から受信し、前記擬似制御データに基づいて、前記車両の擬似軌跡を示す擬似軌跡データを生成するとともに、前記中央制御装置に前記擬似車両データを送信する擬似軌跡生成部、
   を更に備え、
   前記ネットワーク状態判定部は、地図データに基づく前記車両の軌跡を示す地図軌跡データと前記擬似軌跡データとのずれに基づいて、前記ネットワークの状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
4. 前記中央制御装置は、
   前記局所制御装置を介して、前記車両の位置を含む車両データを周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含む制御データを生成し、前記制御データを前記車両に送信するとともに、前記車両の位置を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似車両データを前記局所制御装置から周期的に受信し、前記車両に対する制御指令を含み、前記車両の擬似軌跡を生成するための擬似制御データを生成し、前記擬似制御データを前記局所制御装置に送信する遠隔制御部、
   を備え、
   前記局所制御装置は、
   前記遠隔制御部を備え、前記車両データを前記車両から周期的に受信し、前記車両データに基づく前記車両の軌跡を示す受信軌跡データを生成する軌跡生成部と、
   前記擬似制御データを前記中央制御装置から受信し、前記擬似制御データに基づいて、前記車両の擬似軌跡を示す擬似軌跡データを生成する擬似軌跡生成部と、
   を更に備え、
   前記ネットワーク状態判定部は、地図データに基づく前記車両の軌跡を示す地図軌跡データと前記受信軌跡データとのずれ、及び前記地図軌跡データと前記擬似軌跡データとのずれに基づいて、前記ネットワークの状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
5. 前記局所制御装置は、
   前記車両データ及び前記地図データに基づいて、前記ネットワーク状態判定部における判定条件のパラメータを調整するパラメータ調整部、
   を更に備える
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の車両制御システム。
6. 車両を外部から制御する車両制御方法であって、
   ネットワークを介して前記車両と接続される中央制御装置と、
   前記ネットワークを介して前記中央制御装置と接続されるとともに、局所的な通信手段を介して前記車両と接続される局所制御装置と、
   によって実行され、
   前記局所制御装置は、
   前記ネットワークの状態を判定するネットワーク状態判定ステップと、
   前記ネットワーク状態判定ステップによる判定結果に基づいて、前記車両から受信するデータを分岐するデータ分岐ステップと、
   前記データ分岐ステップの処理に従ってデータを受け取り、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理ステップと、
   を備え、
   前記データ分岐ステップは、前記ネットワーク状態判定ステップによる判定結果が正常の場合、前記中央制御装置にデータを転送し、前記ネットワーク状態判定ステップによる判定結果が異常の場合、前記データ処理ステップの処理へとデータを受け渡す
   ことを特徴とする車両制御方法。
7. 車両を外部から制御するための車両制御プログラムであって、
   ネットワークを介して前記車両と接続される中央制御装置と、
   前記ネットワークを介して前記中央制御装置と接続されるとともに、局所的な通信手段を介して前記車両と接続される局所制御装置と、
   に各々インストールされ、
   前記局所制御装置を、
   前記ネットワークの状態を判定するネットワーク状態判定部と、
   前記ネットワーク状態判定部による判定結果に基づいて、前記車両から受信するデータを分岐するデータ分岐部と、
   前記データ分岐部からデータを受け取り、所定の処理を実行し、処理後データを外部に送信するデータ処理部、
   として機能させ、
   前記データ分岐部が、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が正常の場合、前記中央制御装置にデータを転送し、前記ネットワーク状態判定部による判定結果が異常の場合、前記データ処理部にデータを受け渡すように機能させるための車両制御プログラム。

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