JP2019522587A - 車両を制御するための方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、車両(100)を制御する方法に関する。この場合、車両(100)と少なくとも1つの衝突対象(110)との差し迫る衝突を表す衝突信号が読み取られる。続いて、衝突信号を使用して、人間のドライバに関連した人間の運転行動を表す緊急軌道(124)が選択される。最後に、緊急軌道(124)に沿って車両(100)をガイドするために適宜な制御信号(126)が出力される。

Description

本発明は、独立請求項の前提部分に記載の装置に関する。コンピュータプログラムも本発明の対象である。
高度自動運転車両はドライバの運転タスクを引き受ける。このために、車両はドライバの介入なしに危険な状況においてもエラーなしに対応することが求められる。例えば、他の交通参加者との事故を防止するために、安全性を重んじて車両の運転行動を設計することもできる。
このような背景に基づいて、ここで説明するアプローチによって、独立請求項に記載の車両を制御する方法、この方法を使用する装置、及び最後に対応するコンピュータプログラムが提案される。従属請求項に記載の措置によって独立請求項に記載の装置の好ましい構成及び改良が可能である。
車両を制御する方法が提案され、方法は、
車両と少なくとも1つの衝突対象との差し迫る衝突を表す衝突信号を読み取るステップと、
衝突信号を使用して緊急軌道を選択するステップであって、緊急軌道が、人間のドライバに関連した人間の運転行動を表す、ステップと、
緊急軌道に沿って車両をガイドするために制御信号を出力するステップと
を含む。
車両は、例えば部分自動運転自動車、高度自動運転自動車、又は全自動運転自動車として理解することができる。衝突信号は、車両の周辺センサ装置を使用して生成される信号として理解することができる。差し迫る衝突は、間近に迫る、特に不可避的な衝突として理解することができる。衝突対象は、他の交通参加者、又は例えば壁、建造物、木などの車両の周辺にある物体として理解することができる。緊急軌道は、例えば、衝突が差し迫っている場合に衝突によって引き起こされ得る損害を低減することができる軌道として理解することができる。原則的には、緊急軌道は、例えば参照ドライバが該当する状況で初期軌道よりも劣悪な対応を示した場合には、具体的な状況の悪化を誘起する軌道として理解することもできる。緊急軌道は、人間が事故状況で行うかもしれないあらゆるエラーを含んでいるという意味で、事故経過を人間的なものにする軌道として理解することができる。人間のドライバは、例えばタクシードライバ又はトラックドライバであってもよい。制御信号は、例えば車両のステアリング、ブレーキ、又はエンジンを制御するための信号として理解することができる。
ここで説明するアプローチは、事故、特に不可避的な事故発生時のあらかじめ定義された人間的な対応を、衝突が差し迫っている場合に人間の運転行動にしたがって高度自動運転車両を制御するために利用することができるという認識に基づいている。したがって、車両の対応が人間の対応に相当することを保証することができる。
一実施形態によれば、選択するステップで、衝突信号を使用して多数の参照軌道から緊急軌道を選択することができる。それぞれの参照軌道は、それぞれ1人の他の参照ドライバに関連した人間の運転行動を表すことができる。参照軌道は、特定の交通状況における参照ドライバの実際の対応に帰するとみなすことができる軌道であってもよい。例えば、参照軌道は人間のドライバによる適宜な実験によって決定してもよい。これにより、選択のために提供されている緊急軌道の数を増大することができる。
別の実施形態によれば、方法は、参照軌道が連続して周期的に事前選択される事前選択するステップを含んでいてもよい。この場合、選択するステップでは、衝突信号を使用して事前選択を停止することができ、停止時には事前選択された参照軌道を緊急軌道として選択する。周期的な事前選択は、例えば、適切な計数器によって個々の参照軌道を周期的に計数することとして理解することができる。これにより、衝突信号を生成するか、又は読み取る無作為の時点に依存して緊急軌道を選択することができる。
別の一実施形態では、事前選択するステップで、参照ドライバが連続して周期的に事前選択される。事前選択された参照ドライバには、多数の参照軌道が割り当てることができ、これらの参照軌道から優勢な周辺条件にしたがって緊急軌道を選択することができる。
全ての参照ドライバが全ての事故状況を乗り慣らしていない場合には、具体的な1つの事故状況に対する参照軌道の数は同じではない。この場合、具体的な事故状況に属する多数の参照軌道が決定され、計数器から、例えば剰余演算によって緊急軌道が選択される場合には有利である。
別の実施形態によれば、選択するステップで多数の参照軌道から緊急軌道を無作為に選択することができる。これにより、事故状況に適合する全ての参照軌道が同じ優先順位をもって取り扱われることを保証することができる。
例えば、読み取るステップで、車両及び/又は車両の少なくとも1つの構成要素が作動される開始時点を読み取り、選択するステップで、開始時点を使用して多数の参照軌道から緊急軌道を選択することができる。開始時点は、例えば点火時点、エンジン始動時点、例えばナビゲーション目的地の入力後のナビゲーション開始時点、自動操縦装置、すなわち、車両の自動運転の開始時点、車両の座席が占有された時点、又は車両の開錠時点であってもよい。これにより、車両の点火装置の無作為な作動時点に依存して緊急軌道を選択することができる。
さらに、軌道を選択するステップで、職業自動車ドライバに関連した人間の運転行動を表す軌道を緊急軌道として選択することができる。職業自動車ドライバは、例えばタクシードライバ又はトラックドライバとして理解することができる。この実施形態により、方法の信頼性を改善することができる。
読み取るステップで、少なくとも1つの別の車両及び/又は外部のデータ処理装置とのインターフェイスを介して少なくとも1つの別の参照軌道が読み取られる場合には有利である。インターフェイスは、例えば、車両及び別の車両に同時に接続されていてもよいセントラルサーバとの車両‐インフラストラクチャ間通信インターフェイスであってもよいし、又は車両と別の車両との間の直接の通信のための車両間通信インターフェイスであってもよい。別の参照軌道は、別の参照ドライバに関連する人間の運転行動を表してもよい。これに対応して、選択するステップでは、衝突信号を使用して別の参照軌道を緊急軌道として選択することができる。これにより、異なる車両の参照軌道がほぼ同じ頻度で緊急軌道として選択されるにようにすることもできる。
タクシードライバと比較可能に利用されるドライバが一地域を超えて一様に分布しているように、使用可能な人間のドライバモデルの取決めは局所的に制限されていてもよい。
評価するステップで、衝突が不可避的であるかどうかを判定するために衝突信号が評価されることも利点である。付加的又は代替的に、衝突対象が人間であるかどうかを判定するために衝突信号を評価することもできる。これに対応して、評価するステップで衝突が不可避的であるか、又は衝突対象が人間であることかが明らかになった場合に選択するステップで緊急軌道を選択することもできる。これにより、不可避的な衝突の場合、又は人間の衝突対象との衝突の場合にのみ緊急軌道が選択されることを保証することができる。
別の実施形態によれば、読み取るステップで、さらに車両の周辺を表す周辺情報を読み取ることができる。この場合、車両に対する衝突対象の位置の変化、又は付加的もしくは代替的に、速度及び/又は方位の変化を判定するために、分析するステップで周辺情報を分析することができる。これに対応して、出力するステップでは、緊急軌道とは異なる軌道への変更に依存して、車両をガイドするために別の制御信号を出力することができる。したがって、例えば衝突相手の適宜な対応に基づいて衝突の回避を示唆する衝突経過の変化に適切に対応することが可能である。
例えば、車両と衝突対象との間の衝突が防止されるような変化があった場合には、出力するステップで別の制御信号を出力することができる。これにより、緊急軌道に沿った車両の不要な走行を防止することができる。
この方法は、ソフトウェアもしくはハードウェアで、又はソフトウェア及びハードウェアの混合形式で、例えば制御器で実施してもよい。
ここで説明するアプローチにより、さらに、ここで説明した方法の実施形態のステップを適宜な装置において、実施、制御もしくは変更するように構成された装置が得られる。装置の形式のこれらの実施形態により、本発明の基礎をなす課題を迅速に、効率的に解決することができる。
このために、装置は、信号又はデータを処理するための少なくとも1つの計算ユニット、信号又はデータを記憶するための少なくとも1つのメモリユニット、センサ又はアクチュエータとの少なくとも1つのインターフェイスであって、センサのセンサ信号を読み取り、データ又は制御信号をアクチュエータに出力するためのインターフェイス、及び/又は、通信プロトコルに埋め込まれたデータを読み取るか又は出力するための少なくとも1つの通信インターフェイスを備えていてもよい。計算ユニットは、例えば信号プロセッサ、マイクロコントローラなどであってもよく、メモリユニットは、フラッシュメモリ、EPROM、又は磁気メモリユニットであってもよい。通信インターフェイスは、無線及び/又は有線でデータを読み取るか、又は出力するように構成されていてもよく、有線のデータを読み取るか、又は出力することができる通信インターフェイスは、これらのデータを例えば電気的又は光学的にそれぞれのデータ伝送ラインから読み取るか、又はそれぞれのデータ伝送ラインに出力することができる。
この場合には、装置はセンサ信号を処理し、センサ信号の関数として制御信号及び/又はデータ信号を出力する電気機器として理解することができる。この装置は、ハードウェア及び/又はソフトウェアに関して構成されたインターフェイスを備えていてもよい。ハードウェアに関して構成されている場合、インターフェイスは、例えば、装置の種々異なる機能を含む、いわゆる「システムASIC」の一部であってもよい。しかしながら、インターフェイスは固有の集積回路であるか、又は少なくとも部分的に個別の構成部材からなっていることも可能である。ソフトウェアに関して構成されている場合には、インターフェイスは、例えば、他のソフトウェアモジュールと共にマイクロコントローラに設けられているソフトウェアモジュールであってもよい。
好ましい構成では、装置によって車両の制御が行われる。このために、装置は適宜なセンサ信号、例えば車両の圧力‐、加速度‐、操舵角‐又は周辺センサ信号にアクセスすることができる。制御は、例えばステアリングアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、又はエンジン制御器などの適宜なアクチュエータを介して行われる。センサ信号を使用して、車両の人保護装置を制御することも可能である。
機械読取り可能な担体又はメモリ媒体、例えば半導体メモリ、ハードディスクメモリ、又は光学メモリなどに保存されていてもよいプログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品又はコンピュータプログラムも有利であり、プログラム製品又はプログラムがコンピュータ又は装置で実施される場合に上記いずれかの実施形態にしたがって方法ステップを実施、変更及び/又は制御するために使用される場合には特に有利である。
本発明の実施例を図面に示し以下に詳細に説明する。
危険な交通状況における一実施例による装置を備える車両を示す概略図である。 一実施例による装置を示す概略図である。 一実施例による装置を使用して車両を制御した場合の概略的なフロー図である。 一実施例による方法を示すフロー図である。
以下に説明する本発明の好ましい実施例では、異なる図面に示した同様に作用する要素には同様又は類似の符号を使用し、これらの要素については繰返し説明しない。
図1は、危険な交通状況における一実施例による装置102を備える車両100の概略図を示す。車両100、この場合には高度自動運転車両が、左側で障壁106、例えば岩壁によって制限されている比較的狭い道路104を走行している。道路104の右側には断崖108がある。車両100は、複数の衝突対象110、例えば歩行者のグループに接近している。
一実施例によれば、装置102は、車両100の周辺センサ112によって供給された周辺情報114を使用して車両100と衝突対象110との間の差し迫っている衝突を判定し、衝突すると判定された場合には、それぞれ別の参照ドライバに割り当てられたそれぞれ1つの人間の運転行動を表す多数の参照軌道から1つの緊急軌道124を選択するように構成されている。図1には、例えば緊急軌道124の2つの可能な推移が矢印で示されている。緊急軌道124は車両100のあらかじめ定められた縦方向又は横方向移動を表す。参照軌道は、例えば装置102に保存されている。代替的には、装置102は、適切なインターフェイスを介して外部のユニット、例えば他の車両及び/又は車両の外部にあるインフラストラクチャ、例えばサーバから参照軌道を受信するように構成されている。
参照軌道124に沿って車両100をガイドするために、装置102は適宜な制御信号126を出力する。制御信号126は、例えば車両100のステアリング、ブレーキ装置、又はエンジンを制御するために用いられる。
例えば、車両100は、図1に示した交通状況では、急に現れた歩行者グループを前にしてもはや適時に停止することができない。この場合、高度自動運転の状況では、次のような考えることによって明らかになるジレンマが生じる:車両100は歩行者グループ内へ突入するべきなのか、それとも犠牲者の数をできるだけ少なく抑えるために絶壁108の方へコースを取ることによって自身及び乗員を犠牲にすべきか?
このような倫理的な課題を解決するためには、様々な交通状況において正しい決断が何であるかについての実際の問い合わせが行われる。この場合、例えば略図によって当事者に交通状況が描写され、当事者はいずれか1つの交通状況に適切な対応を取る決断をしなくてはならない。
この場合、当事者自身が自動運転車に乗っている場合を除いて、犠牲者を最小限にすることが原則的には優先されることが明らかである。したがって、様々な人に質問してもジレンマの解決にはつながらない恐れがある。なぜなら、人間は進化論的に他の誰よりも自身を守ろうとする傾向を有しているからである。当事者が歩行者の立場であれば、自動運転車が犠牲になり、これにより自身を守る可能性を望む。これに対して当事者が車両乗員の立場であれば、反対に歩行者が犠牲になることを望む。
今のところまだ自動運転車の倫理的行動の問題点を解決できる一般的に有効な答えはない。しかしながら、自動運転車を制御する人が自動運転車の行動にも責任があるという意見がある。同様に製造会社、供給者、並びに適宜なプログラムの形式で車両の行動を実行に移すプログラマーもこのような人に該当する。
ここで説明したアプローチは、不可避的な事故状況を装置102によって判定し、分類する方法を提供する。続いて、装置102は多数の可能な対応からこの事故状況に相応しい対応を軌道の形式で選択する。軌道は、先に参照ドライバとも呼んだ熟練ドライバによって、例えばタクシードライバによって乗り慣らされている。このような意味では、自動運転式の車両100の対応は人間的であるとみなすことができる。したがって、車両100の対応に関する決断は、車両製造者によってなされるのではなく、むしろ実際の人間のドライバの行動に相当する。
参照ドライバは、いわば自動車操縦装置と比較することができる。すなわち、車両100の乗員は参照ドライバに直接的な影響力はないが、比喩的にいえば参照ドライバを購入により手に入れることができる。参照ドライバは、特に職業上多くのドライバ経験をもつ熟練ドライバである。タクシードライバの代わりに、例えば、特に車両100がトラックである場合にはトラックドライバを参照ドライバとして考慮することもできる。
随意に、装置102によって、例えば所定の速度範囲内で車両100のブレーキ動作又は操舵動作を増減することによって緊急軌道124を所定の状況に適合させることができる。これにより、緊急軌道124を具体的な交通状況に適合させることが可能である。
図1に示した実施例によれば、装置102は、様々な人(参照ドライバ)のあらかじめ登録された複数の参照軌道を使用することができる。この場合、装置102は、いずれか1人の人を無作為に選択し、この人の軌道が走行開始される。このようにして、システムの対応は予測しにくいが現実的なので、より人間的になる。
運転全体について特定の参照ドライバを搭載するために、車両100の始動時点の日付及び時間、例えばクランプ‐15‐信号が装置102によって使用されることにより、緊急軌道124の真に無作為の選択が達成される。あるいは、装置102は、例えば、緊急軌道の照会が行われるまで計数器によって参照ドライバを数えるように構成されている。始動時点もしくは事故時点の無作為性によって、軌道を走行開始すべき参照ドライバが真に無作為に選択される。
別の実施例によれば、参照ドライバの選択は他の自動運転車、又は例えばセントラルサーバなどのインフラストラクチャとのエアインターフェイスを介して調整され、同様に評価された事故状況で登録された複数の参照軌道が常に同じように使用される。このことは、車両が現実に即した異なる運転行動の混合によって制御されるという利点を有する。したがって、例えば都市の内部ではタクシードライバのある特定の選択が提供されている。参照ドライバもしくは参照ドライバに関連する参照軌道の選択についても同様のことがいえる。この場合、採用、又は技術的に表現すれば、具体的な参照ドライバの利用は無作為性に依存している。
緊急軌道124を選択する場合に人間のドライバによってなされた決断が借用されるという点において、図1に示したジレンマは、ここで説明したアプローチによって解決することができる。この場合、解決策は、例えば歩行者グループの保護を優先することによって必ずしも包括的に最適化されているわけではないが、むしろ人間の行動に基づいて局所的に最適化されている場合もあり、これにより車両乗員の保護を優先することができる。
自動運転モードで車両100が無事故の軌道を見つけられない場合には、例えば再び無事故の軌道を見つけられるように交通状況が変化することを期待して、例えば現在走行している軌道を保持することができる。あるいは、例えば横方向の軌道、例えば操舵動作を予定通りに保持するが、非常ブレーキ状態によって動的エネルギーを減衰する緊急モードに切り換えることができる。
次に、参照ドライバ及び参照軌道を選択するために可能な実施形態をもう一度詳細に説明する。この場合、参照ドライバの選択と所定の場面に属する参照軌道の選択とを区別することが重要である。
第1実施例によれば、計数器は周期的に別の参照ドライバを選択する。衝突信号が受信されるとすぐに参照ドライバが確定される(例えば参照ドライバが3人の場合に、計数器=5→mod3(5)=2→参照ドライバ2)。周辺センサ信号に基づいて事故場面が決定論的に選択される。
第2実施例によれば、提供されている多数の参照軌道から1つの参照軌道が周期的に選択される。この場合、まず事故場面が決定される。続いて、計数器は事故場面に依存して適切な参照軌道を選択する。結果は既に説明した参照ドライバを無作為に選択する場合と同じである。
例えば、第1参照ドライバr1が、例えば場面Bが遅い進展時点でようやく提供されたために場面Bに乗り慣れていない場合には、参照ドライバを単純に数えることは最適ではない。計数器が5(=2)であり、場面Bが選択された場合には、参照ドライバr2は緊急軌道をなぞることができない。したがって、参照軌道の等しく分布していない場合にはまず場面が分類され、続いて周期的な計数器によって進む軌道が決定される。
したがって、参照ドライバが、例えば計数器によって無作為に選択され、続いて事故場面の分類が行われる。あるいは、まず事故場面の分類が行われ、続いて事故場面のために提供されている所定数の参照軌道から緊急軌道が選択される。
図2は、一実施例による装置102、例えば図1に基づいて既に説明した装置の概略図を示す。装置102は、車両と衝突対象との差し迫る衝突を表す衝突信号212を読み取るための読取りユニット210を含む。衝突信号212は、例えば周辺情報を使用して生成された信号である。読取りユニット210は、衝突信号212を使用して緊急軌道124を選択するように構成された評価ユニット220に衝突信号212を伝送する。特に、選択ユニット220は、多数の参照軌道から緊急軌道124を無作為に選択するように構成されている。選択ユニット220は、緊急軌道124を使用して車両を適宜に制御するための制御信号126を出力するように構成された出力ユニット230に緊急軌道124を伝達する。
図3は、一実施例による装置、例えば図1及び図2に基づいて既に説明した装置を使用して車両を制御する場合の概略的なフロー図を示す。フロー図は、不可避的な事故状況を待機するステップ300で開始される。このような不可避的な事故状況が検出された場合には、ステップ302で交通状況が分類される。さらにステップ304で参照ドライバが無作為に選択される。続いてステップ306で、先に緊急軌道とも呼んだ目標事故軌道の読取りが行われる。さらなるステップ310で、例えば事故相手の適宜な対応に基づいて事故が回避された場合には緊急軌道の走行開始が中断される。ステップ312で、随意に、例えばエアバッグの早期点火によって、事故重大度を最小限にするためのさらなる措置が講じられる。事故の待機後に、さらなる随意のステップ314でさらなる措置、例えば緊急通話の自動的な取消が行われる。
図4は、一実施例による方法400のフロー図を示す。車両を制御する方法400は、例えば、図1〜図3に基づいて既に説明した装置に関連して実施してもよい。この場合、ステップ410で、衝突信号が読み取られる。さらなるステップ420で、衝突信号を使用して、人間のドライバの判断に帰するものとみなされる緊急軌道が選択される。最後に、ステップ430で、緊急軌道に沿って車両をガイドするために制御信号の出力が行われる。
実施例が、第1の特徴と第2の特徴との間に「及び/又は」の接続詞を含む場合には、この実施例は、ある実施形態では第1の特徴及び第2の特徴の両方を備えており、別の実施形態では第1の特徴のみ、又は第2の特徴のみを備えていると読み取られるべきである。

Claims (13)

  1. 車両(100)を制御する方法(400)であって、
    前記車両(100)と少なくとも1つの衝突対象(110)との差し迫る衝突を表す衝突信号(212)を読み取るステップ(410)と、
    前記衝突信号(212)を使用して緊急軌道(124)を選択するステップ(420)であって、緊急軌道(124)が、人間のドライバに関連した人間の運転行動を表す、ステップ(420)と、
    前記緊急軌道(124)に沿って前記車両(100)をガイドするために制御信号(126)を出力するステップ(430)と
    を含む、車両(100)を制御する方法(400)。
  2. 請求項1に記載の方法(400)において、
    前記選択するステップ(420)において、前記衝突信号(212)を使用して多数の参照軌道から前記緊急軌道(124)を選択し、それぞれの参照軌道が、それぞれ1人の他の参照ドライバに関連した人間の運転行動を表す、方法(400)。
  3. 請求項2に記載の方法(400)において、
    参照軌道が連続して周期的に事前選択される、事前選択するステップを含み、前記選択するステップ(420)において、前記衝突信号(212)を使用して事前選択を停止し、停止時に事前選択された前記参照軌道を前記緊急軌道(124)として選択する、方法(400)。
  4. 請求項2又は3に記載の方法(400)において、
    前記選択するステップ(420)で、多数の参照軌道から前記緊急軌道(124)を無作為に選択する、方法(400)。
  5. 請求項2から4までのいずれか一項に記載の方法(400)において、
    前記読み取るステップ(410)において、前記車両(100)及び/又は車両(100)の少なくとも1つの構成要素が作動される開始時点を読み取り、前記選択するステップ(420)において、前記開始時点を使用して多数の参照軌道から前記緊急軌道(124)を選択する、方法(400)。
  6. 請求項1から5までのいずれか一項に記載の方法(400)において、
    前記選択するステップ(420)において、職業自動車ドライバに関連した人間の運転行動を表す軌道を前記緊急軌道(124)として選択する、方法(400)。
  7. 請求項1から6までのいずれか一項に記載の方法(400)において、
    前記読み取るステップ(410)において、少なくとも1つの別の車両及び/又は外部のデータ処理装置とのインターフェイスを介して少なくとも1つの別の参照軌道を読み取り、
    別の参照軌道が、別の参照ドライバに関連する人間の運転行動を表し、前記選択するステップ(420)において、前記衝突信号(212)を使用して別の参照軌道を前記緊急軌道(214)として選択する、方法。
  8. 請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法(400)において、
    衝突が不可避的であるかどうか、及び/又は衝突対象(110)が人間であるかどうかを判定するために前記衝突信号(212)を評価するステップを含み、評価するステップにおいて衝突が不可避的であり、及び/又は前記衝突対象(110)が人間であることかが明らかになった場合に、前記選択するステップ(420)において前記緊急軌道(124)を選択する、方法。
  9. 請求項1から8までのいずれか一項に記載の方法(400)において、
    前記読み取るステップ(410)において、さらに前記車両(100)の周辺を表す周辺情報(114)を読み取り、前記車両(100)に対する前記衝突対象(110)の位置及び/又は速度の変化を判定するために、分析するステップで周辺情報(114)を分析し、前記出力するステップ(430)で、前記緊急軌道(124)とは異なる軌道への変更に依存して、前記車両(100)をガイドするために別の制御信号を出力する、方法(400)。
  10. 請求項9に記載の方法(400)において、
    前記車両(100)と前記衝突対象(110)との間の衝突が防止されるような変化があった場合には、前記出力するステップ(430)で別の制御信号を出力する、方法。
  11. 請求項1から10までのいずれか一項に記載の方法(400)を実施及び/又は制御するように構成されたユニット(210,220,230)を備える装置(102)。
  12. 請求項1から10までのいずれか一項に記載の方法(400)を実施及び/又は制御するように構成されたコンピュータプログラム。
  13. 請求項12に記載のコンピュータプログラムが記憶された機械読取可能なメモリ媒体。
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