JP2019184493A - 経路生成装置、及び自動運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】新たに経路情報が得られた場合においても、自動運転を円滑に実行することを可能にする。【解決手段】本発明に係る経路生成装置は、ＧＮＳＳシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、第１経路情報を受信して、前記第１経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第１経路情報を第２経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第２経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部とを備える。前記経路情報変換部は、前記第１経路情報が新たに得られた場合に、前記第１経路情報の一部を構成する第１データ列が得られた場合に、前記第１データ列を、新たに得られた前記第１経路情報のうち前記第１データ列以外の部分である第２データ列に先行して前記第２経路情報に変換する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の経路に関する情報を生成する経路生成装置、及び自動運転システムに関する。

現在、車両を自動運転する技術が盛んに開発されている。自動運転制御においては、車両（自車）が進むべき経路情報を、その走行レーン等も含めて高精度に生成し、その経路情報に従い、車両を目的地まで自動運転する（例えば、特許文献１参照）。一例としては、ナビゲーションシステムから概略的な経路情報を受信し、この概略的な経路情報を高精度地図データとデータマッチングすることで高精度な経路情報が生成され得る。

ナビゲーションシステムから提供される概略的な経路情報は、自動運転システムの起動時、又は車両の進行状況に従って変更（リルート）される場合において、ナビゲーションシステムから高精度地図生成用のＥＣＵに提供される。その場合、既に得られた古いルートに関する高精度経路データがあったとしても、新たに得られた経路情報を再度高精度地図データとデータマッチングして新たに高精度経路データを再生成する必要がある。新規に得られる経路情報は、所定の距離単位（例えば７ｋｍ単位）で受信されるが、データ量の多さから高精度経路データを再生成するのには時間が掛かり、結果として処理が間に合わず、リルート時には古い経路情報に従って走行を継続しなければならないことが生じ得る。

国際公開第２０１６／０４２９７８号

本発明は、新たに経路情報が得られた場合においても、自動運転を円滑に実行することを可能にした経路生成装置及び自動運転システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る経路生成装置は、ＧＮＳＳシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、第１経路情報を受信して、前記第１経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第１経路情報を第２経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第２経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部とを備える。前記経路情報変換部は、前記第１経路情報が新たに得られた場合に、前記第１経路情報の一部を構成する第１データ列が得られた場合に、前記第１データ列を、新たに得られた前記第１経路情報のうち前記第１データ列以外の部分である第２データ列に先行して前記第２経路情報に変換する。

また、本発明に係る自動運転システムは、車両の自動運転を制御する第１制御部と、自動運転のための高精度地図データ、及び前記車両の経路データを生成する第２制御部とを備える。前記第２制御部は、ＧＮＳＳシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、第１経路情報を受信して、前記第１経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第１経路情報を第２経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第２経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部とを備える。前記経路情報変換部は、前記第１経路情報が新たに得られた場合に、前記第１経路情報の一部を構成する第１データ列が得られた場合に、前記第１データ列を、新たに得られた前記第１経路情報のうち前記第１データ列以外の部分である第２データ列に先行して前記第２経路情報に変換する。

本発明によれば、新たに経路情報が得られた場合においても、自動運転を円滑に実行することを可能にした経路生成装置及び自動運転システムを提供することができる。

第１の実施の形態に係る自動運転システムの構成を説明するブロック図である。 第１の実施の形態の自動運転システムの動作の概要を説明する概略図である。 先行経路変換の概要を説明する概略図である。 経路情報変換部１７の構成の一例を説明するブロック図である。 第１の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。

本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る自動運転システムの構成を説明するブロック図である。この自動運転システムは、経路生成装置としての高精度マップＥＣＵ１０（ＨＤ ＭＡＰ ＥＣＵ、第２制御部）と、自動運転に関する各種制御を司る自動運転ＥＣＵ２０（ＡＤ ＥＣＵ、第１制御部）と、通信モジュール３０とを備えて構成される。高精度マップＥＣＵ１０は、自動運転の対象とされる車両（図示せず）に搭載され、その経路に関する情報を生成する経路生成装置として機能する演算制御部である。

高精度マップＥＣＵ１０と自動運転ＥＣＵ２０とは、例えば周知の通信規格であるイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）により接続され得る。また、自動運転ＥＣＵ２０及び通信モジュール３０は、図示しない外部機器と、例えばＣＡＮ、ＬＩＮ、ＭＯＳＴ、ＦｌｅｘＲａｙ等の通信規格、又はこれらの組合せにより接続可能とされている。列記された通信規格は一例であり、これに限定されるものではない。

自動運転ＥＣＵ２０は、自動運転のためのＩＶＩ（In-Vehicle Infotainment）経路情報を高精度マップＥＣＵ１０に向けて出力するともに、ＩＶＩ経路情報及び高精度地図データに基づいて高精度マップＥＣＵ１０において生成されるより詳細な経路情報を利用して自動運転制御を実行する制御部である。ＩＶＩ経路情報は、車両に搭載されたナビゲーションシステム(図示せず)において生成され、現在地と目的地との間の経路に沿った複数の地点の緯度及び経度に関する情報等を含む。

高精度マップＥＣＵ１０は、一例として、ジャイロ／加速度センサ１１と、ＧＮＳＳレシーバ１２と、地図更新部１３と、高精度地図データ記憶部１４と、自車位置推定部１５と、地図情報出力部１６と、経路情報変換部１７とを含む。

ジャイロ／加速度センサ１１は、車両の角速度、加速度、及び／又は速度を計測する検知器である。ＧＮＳＳレシーバ１２は、ＧＮＳＳシステムから車両の絶対位置座標を取得する受信機である。地図更新部１３は、外部から通信モジュール３０を介して高精度地図の更新データを受信して、高精度地図データを更新する。高精度地図データ記憶部１４は、更新された高精度地図データを記憶するデータ保持部である。

自車位置推定部１５（ロケータ）は、ＧＮＳＳレシーバ１２が取得した車両の絶対位置座標に基づき、車両の現在の絶対位置を推定するとともに、ジャイロ／加速度センサ１１が取得した角速度、加速度、車速などの情報を用いて、絶対位置座標を基準として車両の相対位置を推定する。そして、自車位置推定部１５は、算出した車両の位置を高精度地図データ記憶部１４に記憶された高精度地図データを用いて補正するマップマッチング処理を実行し、補正した車両の位置を、車両の方位、及びセンサの検知情報とともに地図情報出力部１６及び自動運転ＥＣＵ２０に出力する。なお、自車位置推定部１５は、自動運転ＥＣＵ２０から、自動運転対象の車両に関する車両情報や、車両に搭載されたカメラで撮影された撮像情報（カメラ認識結果）も受信し、相対位置の推定に用いることもできる。

地図情報出力部１６は、高精度地図データ記憶部１４から読み出された高精度地図データ、自車位置推定部１５で推定された車両の相対位置、及び経路情報変換部１７で得られた詳細経路情報に従い、自動運転用の高精度地図情報を生成し、自動運転ＥＣＵ２０に向けて出力する。自動運転用の高精度地図情報は、例えば車両の位置（自車位置）、レーン情報、看板や標識の情報、カーブ情報、勾配情報等を含む。

経路情報変換部１７は、図２に概略的に示すように、自動運転ＥＣＵ２０から取得されたＩＶＩ経路情報（第１経路情報）と、高精度地図データ記憶部１４から得られた高精度地図データに含まれるリンク／ノードデータとの間でデータマッチングを行い、その結果に従って、ＩＶＩ経路情報よりも高精度な経路情報である詳細経路情報（第２経路情報）を生成し、自動運転ＥＣＵ２０に出力する。経路情報変換部１７は、更に自車位置推定部１５から車両の位置に関する情報も取得し、詳細経路情報に車両の位置に関する情報を反映させる。

経路情報変換部１７は、経路の変更が指示された場合において、その経路変更（リルート）により更新されたＩＶＩ経路情報に基づき、当該リルート後の詳細経路情報を、更新されたＩＶＩ経路情報に基づいて生成する。この際、経路情報変換部１７は、リルート後の経路を自動運転に円滑に反映させるため、次に説明する先行経路変換処理を実行する。

図３を用いて、先行経路変換処理の概要を説明する。
図３の符号（ａ）のように、リルートが行われると、リルート後の経路に関するＩＶＩ経路情報が自動運転ＥＣＵ２０において取得される。ＩＶＩ情報は、経路に沿った複数の地点の緯度及び経度に関する点列データを含んでいる。現在地から目的地までの全ての点列データ、又は経路情報を形成する一単位のデータ（例えば７ｋｍ分のデータ）を一括して経路変換した場合には、その経路変換処理に時間を要し、リルート後の経路の分岐点に到達するまでに経路変換処理を完了することができず、結果としてリルート前の古い経路で走行を継続しなければならない場合が生じ得る。一例として、７ｋｍ分のデータを一括してデータ変換して新規の詳細経路データを得ようとすると、その変換処理に数秒を要し、経路の分岐点までに処理が間に合わないことが起こり得る。

そこで、本実施の形態では、リルート後のＩＶＩ経路情報のうちの一部のデータ（先行経路データ）に関してのみ、先行して経路変換を行い、先行詳細経路情報を生成する。先行経路データは、例えば、車両の現在位置の近傍であって、その運行方向に含まれる複数のリンク、及び複数のノードのデータを含むデータとすることができる。複数のリンク及びノードのデータに関して経路変換が完了し、その新しい経路のデータが自動運転ＥＣＵ２０において得られれば、新たな経路に沿って自動運転の制御を円滑に継続することができる。残余のＩＶＩ経路情報は、当該先行詳細経路情報による車両の運行の間にデータ変換することができる。

図４のブロック図を参照して、経路情報変換部１７の構成の詳細を説明する。経路情報変換部１７は、一例として、高精度地図データ受信部２１、ＩＶＩ経路情報受信部２２、自車位置推定データ受信部２３、リンク／ノードデータ生成部２４、データマッチング処理部２５、詳細経路情報生成部２６、新規経路データ取得判定部２７、先行経路データ判定部２８を備えることができる。

高精度地図データ受信部２１は、高精度地図データ記憶部１４から高精度地図データを受信して一時記憶する機能を有する。また、ＩＶＩ経路情報受信部２２は、自動運転ＥＣＵ２０からＩＶＩ経路情報を受信して一時記憶する機能を有する。自車位置推定データ受信部２３は、車両の位置に関するデータを自車位置推定部１５から受信し、一時記憶する機能を有する。

リンク／ノードデータ生成部２４は、高精度地図データの中から、リンクデータ及びノードデータを抽出し、リンク／ノードデータとして生成する機能を有する。
データマッチング処理部２５は、このリンク／ノードデータとＩＶＩ経路情報との間でデータマッチングを行う機能を有する。また、詳細経路情報生成部２６は、データマッチングの結果に従い、高精度地図データ及びＩＶＩ経路情報に従って、詳細経路情報を生成する機能を有する。

新規経路データ取得判定部２７は、新規な経路情報が得られているか否かを判定する機能を有する。新規な経路情報が得られるか否かの判定は、自動運転ＥＣＵ２０から、その旨の指示信号が受信されるか否かにより判定してもよいし、又はＩＶＩ経路情報受信部２２において受信される情報に従って判定してもよい。

先行経路データ判定部２８は、新規経路データ取得判定部２７において、新規な経路情報が得られていると判定された場合、新規の経路情報の中から、車両の現在位置の近傍における経路のデータを判定し、これを先行経路データとして抽出する機能を有する。
抽出された先行経路データは、データマッチング処理部２５に入力され、当該先行経路データに基づく詳細経路情報が生成される。先行経路データ（第１データ列）は、新規の経路情報のうち先行経路データ以外の部分（第２データ列）に先行してデータ変換の対象とされる。

図５のフローチャートを参照して、新規な経路情報が得られた場合における本システムの動作を説明する。
経路の変更（リルート）により、新規な経路データが取得されていることが新規経路データ取得判定部２７において判定されると（Ｓ１）、ＩＶＩ経路情報受信部２２において、当該新規な経路データの入力が開始される（Ｓ２）。

先行経路データ判定部２８は、先行経路データを構成するＮ個以上の点列データが受信されたか否かを判定し（Ｓ３）、受信がされたと判定される場合には（Ｙｅｓ）、受信済の点列データにつき、上述の先行経路変換を実行する（Ｓ４）。先行経路変換が完了することにより得られた先行詳細経路情報は、自動運転ＥＣＵ２０に出力され、新たな経路情報に従った自動運転の用に供される。なお、Ｓ３での点列データの「Ｎ個」は、複数のリンク及び複数のノードのデータが含まれ得る数に設定することができ、道路状況や道路の混雑状況、車両の運行速度等により適宜設定することができる。

先行詳細経路情報が得られた後も、ＩＶＩ経路情報の受信は継続される。その後、ＩＶＩ経路情報に含まれるすべての点列データの受信が完了したと判定されると（Ｓ５）、全ての点列データにつきデータ変換が再度実行される（Ｓ６）。ここでのデータ変換は、経路変換処理が完了していない部分（上述の先行経路変換の対象とされなかった、先行経路データよりも目的地側の部分）に加え、経路変換処理が完了済みの先行経路データについても再度行われる。経路変換処理が完了済みの先行経路データに関しては、演算負荷が少ないため、演算時間は短くすることができる。経路変換処理が完了済みの先行経路データについても再度計算が行われることにより、より現状の道路状況に即した経路変換を行うことが可能になる。

以上説明したように、この第１の実施の形態の自動運転システムによれば、経路の変更（リルート）がなされた場合でも、先行経路変換が行われることにより、迅速に必要な経路変更データを得ることができ、自動運転の制御を円滑に行うことが可能になる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る自動運転システムを説明する。この第２の実施の形態は、全体構成や基本的な動作は第１の実施の形態と同一であるが、図５のＳ５、Ｓ６における動作が第１の実施の形態とは異なっている。この第２の実施の形態では、Ｓ５において新たに得られた経路データの全ての点列データの受信が完了した場合において、経路変換演算が終了していない部分（上述の先行経路変換の対象とされなかった部分）のみに関し経路変換処理が行われ、演算済みの先行経路データに関する再度の計算は省略される。この第２の実施の形態の場合、第１の実施の形態に比べ演算負荷が少なくなるという利点がある。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０…高精度マップＥＣＵ、２０…自動運転ＥＣＵ、３０…通信モジュール、１１…ジャイロ／加速度センサ、１２…ＧＮＳＳレシーバ、１３…地図更新部、１４…高精度地図データ記憶部、１５…自車位置推定部、１６…地図情報出力部、１７…経路情報変換部、２１…高精度地図データ受信部、２２…ＩＶＩ経路情報受信部、２３…自車位置推定データ受信部、２４…リンク／ノードデータ生成部、２５…データマッチング処理部、２６…詳細経路情報生成部、２７…新規経路データ取得判定部、２８…先行経路データ判定部。

Claims (6)

1. ＧＮＳＳシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、
   第１経路情報を受信して、前記第１経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第１経路情報を第２経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、
   前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第２経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部と
   を備え、
   前記経路情報変換部は、前記第１経路情報が新たに得られた場合に、前記第１経路情報の一部を構成する第１データ列が得られた場合に、前記第１データ列を、新たに得られた前記第１経路情報のうち前記第１データ列以外の部分である第２データ列に先行して前記第２経路情報に変換する
   ことを特徴とする経路生成装置。
2. 前記第１データ列は、前記車両の現在位置の近傍の位置に関するデータである、請求項１に記載の経路生成装置。
3. 前記第１データ列は、少なくとも複数のリンクデータと、複数のノードデータとに対応するデータである、請求項２に記載の経路生成装置。
4. 前記経路情報変換部は、新たに得られた前記第１経路情報に関し、前記第２データ列も含めてデータ受信が完了した場合に、データ変換済の部分も含め前記第１経路情報に対し再度データ変換を実行する、請求項１に記載の経路生成装置。
5. 車両の自動運転を制御する第１制御部と、
   自動運転のための高精度地図データ、及び前記車両の経路データを生成する第２制御部と
   を備え、
   前記第２制御部は、
   ＧＮＳＳシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、
   第１経路情報を受信して、前記第１経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第１経路情報を第２経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、
   前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第２経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部と
   を備え、
   前記経路情報変換部は、前記第１経路情報が新たに得られた場合に、前記第１経路情報の一部を構成する第１データ列が得られた場合に、前記第１データ列を、新たに得られた前記第１経路情報のうち前記第１データ列以外の部分である第２データ列に先行して前記第２経路情報に変換する
   ことを特徴とする、自動運転システム。
6. 前記経路情報変換部は、新たに得られた前記第１経路情報に関し、前記第２データ列も含めてデータ受信が完了した場合に、データ変換済の部分も含め前記第１経路情報に対し再度データ変換を実行する、請求項５に記載の自動運転システム。

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